上海光機(jī)所受激拉曼散射物理機(jī)制研究獲進(jìn)展
近日，中國(guó)科學(xué)院上海光學(xué)精密機(jī)械研究所高功率激光物理聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室在受激拉曼散射（stimulated Raman scattering, SRS）物理機(jī)制的研究中取得新進(jìn)展，發(fā)現(xiàn)一種新的受激拉曼散射的非本征模式，為非線性物理、非線性光學(xué)及慣性約束聚變等基礎(chǔ)領(lǐng)域的研究提供了新認(rèn)識(shí)。相關(guān)研究成果發(fā)表在《高功率激光科學(xué)與工程》上（High Power Laser Sci. Eng.）。 2(k m ]H^
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一般認(rèn)為，SRS發(fā)生在0.25臨界密度（nc）以下，且只能通過本征模式激發(fā)。本征模式是電子等離子體波的固有模式，它與外在的驅(qū)動(dòng)源無關(guān)，其頻率稱為本征頻率。一般的非線性振動(dòng)都是驅(qū)動(dòng)源與物體中的本征模式發(fā)生匹配，然后被共振放大。當(dāng)驅(qū)動(dòng)強(qiáng)度很大時(shí)會(huì)激發(fā)所謂的“準(zhǔn)�！�，“準(zhǔn)模”的頻率與入射光的強(qiáng)度有關(guān)。該研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)入射光強(qiáng)度大于一定的閾值時(shí)，會(huì)激發(fā)一種新的SRS非本征模式。強(qiáng)激光在0.25nc以上區(qū)域可以激發(fā)非本征靜電模式，這一模式的頻率固定為入射光頻率的一半，與等離子體的本征頻率和驅(qū)動(dòng)源都沒有關(guān)系。同時(shí)，產(chǎn)生的靜電波和散射光的群速度都為0，因此可以在等離子體中形成電磁孤子和靜電孤子。這一過程在慣性約束聚變中會(huì)損耗泵浦激光的能量，同時(shí)產(chǎn)生大量的超熱電子。 ? tkl
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研究團(tuán)隊(duì)從理論分析和數(shù)值模擬兩個(gè)方面介紹了這一新的SRS機(jī)制，兩者符合度好。模擬結(jié)果如圖所示，當(dāng)入射光強(qiáng)超過激發(fā)閾值，會(huì)發(fā)現(xiàn)有非本征SRS的激發(fā)。這一機(jī)制的提出對(duì)非線性物理的研究具有推動(dòng)作用，并為慣性約束聚變研究中激光等離子體參量過程的認(rèn)識(shí)和抑制提供參考。 _'Rg7zHTp-
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非本征靜電模式的激發(fā)。等離子體密度ne=0.26nc。當(dāng)入射光幅度a0=0.04時(shí)，由于沒有達(dá)到激發(fā)非本征SRS的閾值，在圖（a）中看不到明顯的不穩(wěn)定模式。當(dāng)入射光幅度提升至a0=0.046時(shí)，可以在圖（b）中發(fā)現(xiàn)非本征靜電模式（kec,ωe）=（0.86,0.5）ω0，其對(duì)應(yīng)的散射光波矢分布如圖（c）所示（kec,ωe）=（0.86,0.5）ω0。圖（d）說明，非本征靜電模可以產(chǎn)生大量的超熱電子。 v;#0h7qd
研究工作受到上海市揚(yáng)帆計(jì)劃、中科院戰(zhàn)略性先導(dǎo)科技專項(xiàng)（A類）等的支持。 V3<# _:;
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