飞秒激光与等离子体相互作用的解析理论

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《飞秒激光与等离子体相互作用的解析理论》系统地介绍激光与等离子体相互作用的解析理论。尽管计算机模拟已越来越多地用于物理学科的理论研究，但是从基本方程出发逐步推导的解析方法，在阐明物理机制方面仍具有明显优势。
　　《飞秒激光与等离子体相互作用的解析理论》讨论强激光场中的单电子运动以及单电子运动引发的电磁辐射，激光与气体密度等离子体间的相互作用，以及激光与固体密度等离子体间的相互作用。作为特例，还专门讨论了中等强度激光在空气中的远距离传输，强激光与近临界密度等离子体的相互作用等实用课题。
　　近年来随着超导技术的飞速发展，可用于实验的磁场越来越强，激光与强磁场共同作用下的等离子体成为新的研究方向。《飞秒激光与等离子体相互作用的解析理论》*后两章介绍了这方面的进展，其中外加磁场与激光同向。

目录
前言
第1章 引言 1
第2章 飞秒激光与等离子体的相互作用 3
2.1 电子运动方程 3
2.2 电磁场方程 4
2.3 激光-等离子体相互作用的基本方程组 5
第3章 平面激光脉冲与单电子理论 6
3.1 真空中的平面激光 6
3.2 平面激光场中的自由电子 7
3.3 平面激光场中的电离电子 9
第4章 聚焦激光脉冲与单电子理论 11
4.1 真空中的聚焦激光 11
4.2 聚焦激光中的电离电子 12
4.3 聚焦激光与磁场共同作用下的电离电子 14
第5章 单电子对激光的散射 18
5.1 平均静止运动 18
5.2 平均静止电子对激光的散射 19
5.3 运动电子对激光的线性散射 21
5.4 运动电子对激光的非线性散射23
第6章 低密度等离子体中的尾波场激发 24
6.1 基本方程按激光频率展开 24
6.2 低密度等离子体的出发方程 26
6.3 一维尾波场理论 27
6.4 二维尾波场理论 29
6.5 离子运动对尾波场激发的影响31
第7章 低密度等离子体中的激光传输 34
7.1 傍轴近似下的波动方程 34
7.2 等离子体中的波动方程稳态解35
7.3 连续等离子体中的光能吸收 36
7.4 等离子体中的激光自聚焦效应38
7.5 激光自导引效应 39
7.6 等离子体通道对激光的导引 40
第8章 激光在空气中的远距离传输 43
8.1 空气中的介电系数 44
8.2 空气中的激光传播 45
8.3 以电离丝为中心的激光束远距离传输 45
8.4 激光脉宽对远距离传输的影响47
8.5 激光在空气中的多次聚、散焦49
第9章 弱激光与固体密度等离子体 51
9.1 固体密度等离子体的稳态方程51
9.2 等离子体中的共振模 52
9.3 弱激光：垂直入射 52
9.4 弱激光：p偏振斜入射 54
第10章 强激光与固体密度等离子体 58
10.1 等离子体密度轮廓 58
10.2 相对论因子 58
10.3 密度台阶与激光吸收机制 59
10.4 u×B加热机制 60
10.5 真空加热机制 64
第11章 轴对称激光与平板靶相互作用 66
11.1 二维稳态方程组 66
11.2 二维电荷分离场 67
11.3 二维线性模式转换 69
11.4 二维u×B加热 70
11.5 轴向自生磁场71
第12章 激光等离子体的时间演化 74
12.1 离子运动方程 74
12.2 横模与纵模 75
12.3 光轴上的出发方程组 75
12.4 反射激光脉冲的频谱 76
12.5 等离子体对激光脉冲的响应 78
12.6 激光脉冲过后的电子振荡 80
第13章 近临界密度等离子体中的激光俘获 82
13.1 出发方程组 82
13.2 后孤子的形成 84
13.3 单峰振荡 85
13.4 后孤子的时间演化 86
第14章 激光在强磁化等离子体中的传播 88
14.1 激光与磁化等离子体的相互作用 88
14.2 强磁化等离子体 89
14.3 指数型密度轮廓 90
14.4 台阶状密度轮廓 91
14.5 激光在台阶状等离子体中的传播 93
第15章 强磁薄膜与光容器 95
15.1 强磁薄膜的单向导光性 95
15.2 强磁薄膜与光容器模型 96
15.3 光容器模型的数值模拟 98
15.4 关于等离子体介电系数的讨论 99
参考文献 101