هدف این پایان نامه تحقیق در مورد خودتولید میدان مغناطیسی شبه ثابت هم در داخل پالس و هم در منطقه ی wake می باشد. تابش لیزر را به صورت پلاریزه ی خطی و پلاسما را یکنواخت و کم چگال فرض کرده ایم. روش آنالیز، مبتنی بر استفاده از تئوری اختلال بر روی معادلات ماکسوئل و سیال الکترونی سرد نسبیتی است. خودتولید میدان مغناطیسی شبه ثابت در مرتبه چهارم نسبت به پارامتر ve/c اتفاق می افتد که c,ve به ترتیب سرعت لرزش الکترون و سرعت نور است. نشان می دهیم پالس لیزر پلا ریزه ی خطی با غلاف متقارن محوری یک میدان مغناطیسی افقی تولید می کند ساختار این میدان مغناطیسی داخل پالس اساساً به شکل پالس بستگی دارد، در منطقه یwake و در چارچوبی که با پالس حرکت می کند، میدان مغناطیسی شامل دو مولفه است. مولفه ای که در امتداد طولی به صورت همگن است و نتیجه ی جریان ثابت حاصل از میدان wake پلاسماست و مولفه ای که با عدد موج kp نوسان می کند، که kp عدد موج پلاسماست.

پدیده تولید هارمونیک توسّط الکترون های نوسانگر در میدان یک لیزر قوی به عنوان ابزاری برای تولید تابش با طول موج کوتاه همواره مورد توجه بوده است. دراین میان پلاسما به عنوان محیطی که مکانیسم های بسیاری را برای تولید هارمونیک های بالا در برهمکنش با لیزر دراختیار قرار می دهد، به خوبی شناخته شده است. باتوجه به گستره وسیع کنونی کاربردهای لیزر در تقریباً تمامی شاخه های دانش و فناوری، مزیت های فراوان چنین منبعی برای تابش همدوس و تنظیم پذیر که در ناحیه زیرنانومتر کار کند، قابل تصور می باشد. در این پایان نامه تولید هارمونیک در برهمکنش لیزر با پلاسما در دو حالت پرچگال و کم چگال بررسی شده است. مدل آینه نوسانگر برای توصیف تولید هارمونیک در بازتابش از سطح پلاسمای پرچگال به کارگرفته شده است. تبدیل های نسبیتی ضرایب فرنل برای بازتاب و عبور تابش با قطبش دلخواه از مرز مشترک پلاسمای پرچگال-خلاء برای مرز متحرک محاسبه شده است. در ادامه با استفاده از روش اختلالی برای تولید هارمونیک های لیزر در برهمکنش با پلاسمای کم چگال، نشان داده شده است که در یک پلاسمای همگن این مکانیسم ها تنها تولید هارمونیک های فرد را دربرمی گیرند. باتوجه به ایجاد میدان های مغناطیسی قوی شبه ایستا در طی برهمکنش پالس های کوتاه با پلاسمای کم چگال و تأثیر این میدان ها بر انتشار پالس لیزر، در این پایان نامه ما تولید هارمونیک ها را در برهمکنش لیزر با پلاسمای همگن در حضور میدان مغناطیسی خارجی بررسی کرده ایم. با به کارگیری روش اختلالی تا مرتبه چهارم دامنه هارمونیک های تولید شده را به دست آورده و نشان داده ایم که اعمال این میدان منجربه تولید هارمونیک های مرتبه زوج نیز خواهد شد. همچنین بازده تولید هارمونیک های فرد نیز در حضور میدان افزایش چشمگیری خواهد داشت. سرانجام با بررسی جامعی از کمیت های درگیر در برهمکنش، مقادیر بهینه این پارامترها را به منظور افزایش بازده تولید هارمونیک های بالا پیشنهاد کرده ایم.

یکی از ویژگیهای پلاسما انتشار امواج گوناگون در این محیط می باشد. از آنجایکه وجود ذرات غبار در پلاسماهای طبیعی امری اجتناب ناپذیر است. این ناخالصی ها نه تنها باعث تغییرات در امواج می گردد حتی باعث ایجاد انواع جدیدی از امواج می گردد که از جمله آنها امواج غبار- صوت (da) است. برای بررسی ویژگیهای این امواج ، با استفاده از نظریه اختلال کاهنده به استخراج معادله zk می پردازیم که یک معادله دیفرانسیلی و بیانگر موج سالیتونی da است. از آنجایکه در اکثر محیط ها الکترونها پر انرژی هستند در محاسبه معادله zk ، بجای حالت ماکسولی برای الکترونها که یک حالت تعادل و ایده ال می باشد و اکثراً این رفتار در پلاسماهای آزمایشگاهی مشاهده میشوند، از تابع توزیع کاپا استفاده میکنیم که دارای یک دنباله پر انرژی است. زیرا الکترونها در پلاسماهای طبیعی از قبیل پلاسمای اطراف زمین، مغنطو سپهر سیارات، دستگاهای تخلیه الکتریکی اکثراً پر انرژی هستند و از این تابع توزیع تبعیت می کنند. با استفاده از ویژگی این تابع توزیع که در حد k های بزرگ به حالت ماکسولی نزدیک میشود. به مقایسه رفتار آنها با حالت ماکسولی در k های مختلف می پردازیم. بعد از محاسبه معادله zk به بررسی ویژگیهای موج سالیتونی da از قبیل سرعت، دامنه، پهنا و .... می پردازیم. زیرا بررسی این مشخصات تا حدودی، پلاسما را برای ما می شناساند. این محاسبات می تواند تا حدودی بیانگر ویژگیهای یک سیستم غبارآلود از قبیل حلقه های سیاره ای، اطراف ستاره های دنباله دار ، فضای بین ستاره ای و غیره باشد. کلمات کلیدی: پلاسمای غبار آلود، سالیتون، امواج غبار-صوت، معادله zk

انتشار موج غیر خطی در پلاسما از ویژه گیهای مهم پلاسما می باشد. در این پایاننامه سه نوع سیستم پلاسمای مختلف در نظر گرفته می شود و انتشار امواج غیر خطی در آنها مورد مطالعه قرار می گیرد. ابتدا، انتشار موج دامنه بالا در یک پلاسمای غباری در غیاب میدان مغناطیسی با بکار بردن روش سقدیف بحث می شود. مجموعه معادلات سیالی به تک معادله ی انرژی تقلیل می یابد و معادله ی حاصله برای بدست آوردن شرایط برای وجود اموج سالیتونی دامنه بزرگ با استفاده از آنالیز عددی بکار برده می شود. ملاحظه می شود که بار ذرات غباری اثر زیادی روی وجود امواج سالیتونی دامنه بزرگ دارد. ثانیا معادله ی شرودینگر غیر خطی در یک پلاسمای معمولی الکترون، یون در غیاب میدان مغناطیسی با بحث آوردن برهمکنش موج-موج بدست آورده می شود. شرایط پایداری و ناپایداری جواب های معادله ی شرودینگر غیر خطی بحث می شود. در نهایت یک سیستم پلاسما شامل الکترونهای داغ و سرد و یون های گرم در حضور میدان مغناطیسی در نظر گرفته می شود. با استفاده از برهمکنش موج-موج (یعنی واپاشی موج الکترون صوتی به موج امواج آلفن جنبشی و موج الکترون صوتی باند جانبی) رابطه ی پاشندگی غیر خطی پیدا می شود و ناپایداری مدولاسیونی امواج آلفن جنبشی مطالعه می شود. نتیجه می شود که با افزایش چگالی الکترونهای سرد نرخ رشد موج آلفن جنبشی کاهش می یابد.

در این رساله، انتشار غیرپیرامحوری وغیرخطی پالس لیزر نسبیتی قطبیده خطی و قطبیده دایروی در یک کانال پلاسمایی آماده با نمایه چگالی سهموی مورد ارزیابی قرار گرفته است. تغییرات اندازه لکه لیزر در حضور میدان مغناطیسی طولی و در غیاب آن به طور جداگانه بررسی شده و نتایج مورد مقایسه قرار گرفته است. دامنه نوسانات اندازه لکه لیزر در حالت نسبیتی در مقایسه با حالت غیرنسبیتی کاهش می یابد، ولی وجود میدان خارجی باعث تغییر دامنه نوسانات اندازه لکه لیزر می شود. در غیاب میدان مغناطیسی خارجی، رفتار پالس قطبیده دایروی با رفتار پالس قطبیده خطی یکسان است. در حضور میدان، رفتار پالس راستگرد کاملاً مخالف رفتار پالس چپگرد است. با افزایش میدان خارجی، پالس راستگرد دیرتر همگرا می شود و فاصله کانون های متوالی آن افزایش می یابد، ولی پالس چپگرد سریع تر همگرا شده و فاصله کانون های متوالی آن کاهش می یابد. اثر غیرخطی بودن نسبیتی روی نوسانات بتاترونی ارزیابی شده و عمق کانال بحرانی غیرخطی برای انتشار پالس لیزرِ تطبیق یافته محاسبه شده است. دامنه پالس تطبیق یافته و نیز پالس تطبیق نیافته، محاسبه شده و اثرات پالس محدود مطالعه شده است.

یکی از پیامدهای کاربردی پدیده های غیرخطی نوری، تبدیل فرکانسی در محیط غیرخطی است. اما این فرآیندهای تبدیل فرکانسی از طریق اختلاف فاز بوجود آمده بین امواج برهمکنشی محدود می شوند و میزان بهره ی تبدیلشان با افزایش این اختلاف فاز کاهش پیدا می کند. بنابراین یک راه پیشنهادی برای جبران اختلاف فاز بوجود آمده استفاده از محیط لایه ای است که در این محیط ما فرض می کنیم، اختلاف فاز بوجود آمده میان امواج برهمکنشی از طریق فاصله ی هوای بین دو لایه جبران می شود. ما ابتدا بهره ی تبدیل فرآیند تولید هارمونیک دوم را با حضور ضرایب جذب خطی برای امواج برهمکنشی در یک محیط سه لایه بدست آورده سپس بهره ی تبدیل همین فرآیند تولید هارمونیک دوم را با در نظر گرفتن ضریب جذب غیرخطی برای موج پایه در محیط سه لایه بدست می آوریم. هم چنین بهره ی تبدیل فرآیند تولید جمع فرکانسی را نیز با حضور ضرایب جذب خطی در محیط لایه ای بدست می آوریم. افزایش مقدار عدم تطابق فازی باعث کاهش بهره ی تبدیل و طول مطلوب فرآیند می شود، به طوری که بهره ی تبدیل مربوط به حالت جورشدگی فازی در مقایسه با حالات دیگر اختلاف زیادی دارد. در ضمن حضور ضرایب جذب غیرخطی باعث کاهش بهره ی تبدیل نسبت به حالتی که ضریب جذب خطی است، می شود.

مدولاسیون غیر خطی موج ویستلر در اثر جفت شدگی بین یک موج بسامد بالا و یک اختلال یون صوتی بسامد پایین در پلاسماهای نافزونور بررسی می شود . ابتدا مدولاسیون غیر خطی موج ویستلر دریک پلاسمای غیر حرارتی (تابع توزیع کاپا) و ناپایداری مدولاسیون آن مطالعه می شود . سپس مدولاسیون غیر خطی چنین موجی در پلاسمای نافزونور در نظر گرفته می شود و نتایج حاصل با حالت قبلی مقایسه می شود. ملاحظه می شود که فقط پوش های سالیتونی روشن ناپایدار در پلاسمای غیر حرارتی می توانند منتشر شوند ، در حالی که هر دوی تحریکات پوشدار سالیتونی روشن وتاریک در پلاسمای نافزونور روی می دهند . به علاوه ملاحظه می شود که افزایش پارامتر q (تراز نافزونوری ) منجر به افزایش دامنه پوش سالیتونی روشن برای حالت q بزرگتر از 1 می شود ، در صورتی که افزایش q منجر به کاهش (افزایش) تحریکات پوش سالیتونی تاریک (روشن ) در حالت q کوچکتر از 1 می شود .

در این پایان نامه تولید میدان های ردپایی الکترومغناطیسی با استفاده از پالس لیزر کوتاه و پرشدت منتشره در یک کانال پلاسمایی پارابولیکی عریض بررسی شده است. با در نظر گرفتن شکل سینوسی برای پالس لیزر با نمایه ی گاوسی، میدان های ردپایی الکتریکی و مغناطیسی در داخل و پشت پالس لیزر با بهره گیری از روش اختلال محاسبه گردیده است. در ادامه، اثر میدان مغناطیسی خارجی عرضی بر رویمکانیسم تولید هارمونیک ومیدان ردپایی در برهمکنشیک پالس لیزر پرشدت و قطبیده خطی با یک پلاسمای سرد، همگن و زیرچگال را بررسی کرده ایم. در این حالت میدان های ردپایی طولی مرتبه دوم و چهارم تولید می شود و همچنین مرتبه سوم هارمونیک های میدان تابشی بدست می آید. در خاتمه ، برهمکنش یک پالس لیزر پرشدت قطبیده بیضوی با یک پلاسمای مغناطیده، سرد، همگن و زیرچگال بررسی شده است. تولید میدان ردپایی برای انتشار پالس لیزر در میدان مغناطیسی موازی و عمود بطور جداگانه مورد تحقیق قرار گرفته است: با انتشار پالس لیزر در جهت عمود بر میدان مغناطیسی، مرتبه دوم میدان ردپایی و هارمونیک های میدان تابشی تولید گردید-.همچنین در مرتبه سوم، میدان ردپایی طولی بدست آمد. با انتشار پالس لیزر در جهت میدان مغناطیسی، میدان های ردپایی الکتریکی طولی مرتبه دوم و چهارم تولید گردید. این میدان-های ردپایی در فرکانس های زوجمیدان تابشی لیزر نوسان می کنند. در مرتبه سوم هارمونیک هایفرد میدان تابشی بدست آمد.مشاهده شد پالس لیزر قطبیده دایروی (?=±1) در میدان مغناطیسی طولی تولید میدان ردپایی الکتریکی طولی نمی کند.

دراین پایان نامه امکان شتابدهی یون های سنگین دراندرکنش امواج الکترومغناطیسی باپلاسمای مغناطیده ی الکترون-پوزیترون- یون موردمطالعه قرارگرفته است.نشان داده ایم که الکترون هاوپوزیترون ها توسط نیروی پاندرموتیوموج الکترومغناطیسی پلاریزه ی دایروی(cpem)،که در امتدادبا میدان مغناطیسی است ازهم جدامی شوند،ودرنتیجه نیروی الکتریکی بارفضایی ناشی ازاین جدایی بارمی تواند یون ها را شتاب دهد.در این پایان نامه هدف مطالعه ی فرایند شتابدهی برای این یون ها خواهد بود. شتابدهی یون ها را برای دو حالت به دست می آوریم:حالتی که میدان مغناطیسی خارجی موازی با جهت انتشار موج الکترومغناطیسی است، وحالتی که عمود برجهت انتشار است.شتاب یون به شدت میدان مغناطیسی خارجی بستگی دارد، به طوری که برای حالت اول با افزایش میدان مغناطیسی خارجی شتاب یون کاهش می یابد، در حالی که برای حالت دوم با افزایش میدان مغناطیسی خارجی شتاب یون یک مقدار ماکزیمم خواهد داشت.

شتاب دهی الکترون توسط نیروی پاندرموتیو در یک پلاسمای مغناطیسی توسط پالس لیزری گاوسی برسسی شده است. ابتدا معادلات حرکت الکترون در حضور میدانهای لیزر و میدان مغناطیسی خارجی بدست آمده است. سپس روابط پاشندگی برای قطبیدگی راستگرد و چپگرد اثبات آمده است. بوسیله حل عددی معادلات حرکت در شرایط اولیه این نتایج بدست آمده است که شتاب دهی الکترون به نسبت فرکانس لیزر به فرکانس سیکلوترونی الکترون, چگالی پلاسما, دامنه پالس لیزری و اندازه حرکت اولیه الکترون بستگد دارد. در این رویه الکترونهای با انرژی 1/0 mev با استفاده از پالس لیزری با شدت متوسط به انرژی 100-1 mev شتاب میگیرند.در نهایت نتایج حاصل از قطبش راستگرد و چپگرد با همدیگر مقایسه شده است.

انتشار امواج یون صوتی در یک پلاسمای چند مولفه ای شامل الکترون ها، پوزیترون ها، یون-های مثبت و ذرات غبار که در آن الکترون ها و پوزیترون ها از تابع توزیع ماکسولی و یا از تابع توزیع نافوزونور تبعیت می کنند، مطالعه می شود. مجموعه معادلات سیالی با استفاده از روش اختلال کاهشی به معادله کورته ده وری(kdv) و معادله کورته ده وری(mkdv) تغییر یافته، برای هر دو حالت توزیع ماکسولی و نافزونور، تقلیل داده می شود. تحلیل عددی نشان می دهد که در حالت توزیع ماکسولی هر دو سالیتون کورته ده وری تراکمی و ترقیقی می توانند در سیستم منتشر شوند، در صورتی که فقط سالیتون های کورته ده وری تغییر یافته تراکمی قابل انتشار در این حالت هستند. همان نتایج برای حالتی که الکترون ها و پوزیترون ها از تابع توزیع نافوزونور تبعیت می کنند پیدا می شود. رفتار تغییرات دامنه امواج سالیتونی یون صوتی بر حسب پارامترهای مختلف پلاسما برای هر دو توزیع ماکسولی و نافزونور مشابه است. بعلاوه ملاحظه می شود که رفتار تغییرات دامنه و پهنای امواج سالیتونی یون صوتی، برای پارامترهای ثابت پلاسما، قویا به درجه نافزونوری بستگی دارد.

اثر نسبیت و پاندرموتیو غیرخطی بر اندازه ی لکه ی لیزر منتشره درون پلاسما مورد مطالعه قرار گرفته است. نتایج نشان می دهد پاندرموتیو غیرخطی برخلاف پدیده ی خودهمگرایی نسبیتی غیرخطی، سبب واگرایی باریکه ی لیزر می شود. همچنین در این پایان نامه تغییر اندازه ی لکه ی لیزر در درون پلاسمای سرد، کم چگال و مغناطیده مورد مطالعه قرار می گیرد. با بدست آوردن چگالی جریان غیرخطی و بکار بردن تکنیک بسط وابسته به چشمه تحول اندازه ی لکه ی باریکه ی لیزر گوسین را تعیین می کنیم. مشاهده می شود که پلاسمای مغناطیده با کاهش توان بحرانی خودهمگرایی باریکه، موجب افزایش خاصیت خودهمگرایی باریکه ی لیزر می شود. همچنین نشان داده می شود که تأثیر میدان مغناطیسی ثابت عمود بر هر دو جهت انتشار و بردار الکتریکی میدان تابشی، بیشتر از میدان مغناطیسی ثابت موازی با جهت انتشار و عمود بر بردار الکتریکی میدان تابشی است.

حرکت موج الکترومغناطیسی و ناپایداری الکترومغناطیسی ایجاد شده به وسیله برهم کنش بین امواج الکترومغناطیسی و امواج پلاسما در یک پلاسمای در حال حرکت مورد مطالعه قرار می گیرد و یک مدل فیزیکی برای پلاسمای در حال حرکت در نظر گرفته شده و رابطه پاشندگی امواج الکترو مغناطیسی و تانسور دی الکتریک توسط معادلات هیدرودینامیک مغناطیسی به دست می آید.حل رابطه پاشندگی هشت جواب به دست می دهد که چهارنوع موج راشامل می شود.این امواج شامل امواج سیکلوترنی،امواج الکترومغناطیسی عادی وغیرعادی وامواج پلاسمایی می باشند.که امواج سیکلوترنی وامواج الکترومغناطیسی عادی مستقل از دیگر امواج بوده و امواج الکترومغناطیسی غیرعادی با امواج پلاسمایی کوپل می شوند. به عنوان نتیجه ناپایداری الکترومغناطیسی که به وسیله برهم کنش بین امواج الکترومغناطیسی وامواج پلاسما ایجاد شده نشان داده میشود. مکانیسم این ناپایداری کوپل شدگی بین میدان الکترومغناطیسی فرکانس بالا و نوسانات عرضی الکترون که از میدان مغناطیسی الکترون ناشی شده می باشد.میدان مغناطیسی الکترون عامل اصلی درایجاد این ناپایداری میباشد.

در این رساله تونل زنی یک پالس لیزر نسبیتی با شدت گاوسی از میان یک تیغه پلاسمایی با چگالی بالا را بررسی می کنیم. زمانی که یک لیزر شعاعی- فوق سریع- با سطح شدت شعاعی گاوسی به یک تیغه پلاسمایی با چگالی بالا برخورد می کند سرعت نوسانی بزرگی بر الکترون ها داده و جرم (نسبیتی) آنها را افزایش می دهد و در نتیجه فرکانس پلاسما کاهش پیدا می کند. نیروی اثرگذار ایجادکننده ی الکترون _ حفره بیشتر فرکانس پلاسما را کاهش می دهد. این اثرات بر قسمت مرکزی پرتو لیزر قابل مشاهده است و بر قسمت های دور از محور تضعیف شده است. یعنی بخش های مرکزی پرتو لیزر تونل می زند و بخش های دور از محور لیزر مسدود می شوند. در این رساله تغییرات فاز موج و شعاع انحنا با در نظر گرفتن اثرات نسبیتی بررسی و مورد تحلیل قرار می گیرند.

این پایان نامه، تحقیقی در رابطه با برانگیختن یک تشعشع تراهرتز به وسیله ی برهم کنش غیرخطی باریکه ی پرقدرت لیزر قطبیده ی دایروی با چگالی نوسانی پلاسمای مغناطیده ی بی برخورد ارائه می دهد. محیط سیال و پلاسما ‎در‎ مقابل امواج الکترومغناطیسی مثل یک عدسی اپتیکی عمل می کند. اگر شرایط طوری باشد که توان لیزر ورودی از توان بحرانی لیزر در محیط بیشتر باشد، این عدسی به منزله ی یک عدسی همگرا خواهد بود در نتیجه باریکه ی لیزر دچار ‎ extbf{خودهمگرای‎ی‎}‎ می شود و شدت آن برای بیم گوسی در مرکز بیم بیشینه می شود. از زاویه ی دیگر، در بدو ورود لیزر به پلاسما، الکترون های محیط در میدان الکترومغناطیسی لیزر گیر می افتند و شروع به نوسان می کنند. در مقیاس بزرگ تر دانسیته ی پلاسماست که نوسان می کند. نیروی پاندرموتیو - که معلول برهم کنش غیرخطی میان لیزر و دانسیته ی نوسانی است - یک جریان غیرخطی با فرکانسی برابر با اختلاف فرکانس لیزر و فرکانس نوسان الکترون ها ایجاد می کند. این جریان غیرخطی منشاء تولید‎ ‎ extbf{هارمونیک ثانوی‎ه‎}‎ است. با تنظیم پارامترهایی از قبیل میدان مغناطیسی خارجی، ‎$‎ ‎~vec{mathit{ extbf{b}}}_{0}~‎ ‎$‎، دانسیته ی پلاسما، ‎$‎ ‎~mathcal{n}~‎ ‎$‎، و فرکانس لیزر ورودی، ‎$‎ ‎~omega_{0}~‎ ‎$‎، می توان این هارمونیک ثانویه را در محدوده ی تراهرتز مشاهده کرد. ‎‎ ‎

معادله پاشندگی امواج الکترومغناطیس عرضی دریک پلاسمای الکترون –پوزیترون مغناطیده بدست آمده است. الکترونها و پوزیترونها میتوانند باسرعتهای سوقی متفاوت در راستای یک میدان مغناطیسی خارجی حرکت کنند. حل تحلیلی معادله پاشندگی نشان میدهد ناپایداری وایبل دراین سیستم پلاسمایی رشد خواهد نمود و با افزایش قدرت میدان مغناطیسی از آهنگ رشد ناپایداری کاسته خواهد شد. نتایج این تحقیق، برای فهمیدن منشاء میدان مغناطیسی نوسانی در پلاسمای کیهانی و اندرکنش لیزر – پلاسما کاربرد دارد.

پایدارسازی پلاسما یکی از مهمترین بخش ها در حوزه ی مطالعات پلاسما است. از این رو شناخت انواع ناپایداری ها پلاسما لازمه ی این مطالعات می باشد. یکی از این ناپایداری ها، ناپایداری الکترومغناطیسی عرضی وایبل است که هیچ نوسانی با ذرات پلاسما ندارد و فقط در زمان رشد می کند. این ناپایداری به علت سرعت ناهمسانگرد ذرات پلاسما برانگیخته می شود. این سرعت ناهمسانگرد به دلیل دمای ناهمسانگرد و یا جریان های متقابل است. در پژوهش پیش رو اثر هر دو علت ناهمسانگردی سرعت، برای چند پلاسمای خاص مورد مطالعه قرار گرفته است. 1- در یک پلاسمای جریان متقابل الکترون- الکترون، که دارای ناهمسانگردی دمایی ذاتی نیز هست. در این نوع پلاسما با افزایش سرعت حرارتی عمود بر جریان، ناپایداری هم سو با جریان رشد می کند. علاوه بر این نرخ رشد ناپایداری کاهش یافته و بیشترین مقدار آن در حالتی است که سرعت حرارتی موازی با جریان با سرعت توده ای پلاسما برابر باشد. از طرفی برای عددهای موج بزرگ، در منحنی های نرخ رشد یک شکست دیده می شود. این شکست به رژیم نوسانی ناپایداری نسبت داده می شود، یعنی در این عددهای موج ناپایداری با یک فرکانس حقیقی ومخالف با صفر نوسانی می شود. این فرکانس حقیقی تابعی از ناهمسانگردی دمایی و اندازه ای سرعت توده ای پلاسما است. این رژیم جدید ناپایداری که ویژگی هایی متفاوت از وایبل کلاسیک دارد، رژیم شبه وایبل نامیده می شود. 2- بررسی پلاسمای الکترونی درحال جریان که دارای ناهمسانگردی دمایی ذاتی نیز هست، همان نتایج پلاسمای جریان متقابل الکترون- الکترون را نشان می دهد با این تفاوت که در این حالت، مقدار نرخ رشد کاهش نیافته و مانند وایبل کلاسیک است. همچنین، از همان عددهای موج بسیار کوچک، ناپایداری بدون شکست در منحنی های نرخ رشد، با یک فرکانس حقیقی نوسانی می شود که این مقدار فقط تابعی از سرعت توده ای پلاسما است. 3- بررسی پلاسمای جریان متقابل الکترون -پوزیترونی با ناهمسانگردی دمایی ذاتی، نیز همان نتایج پلاسمای جریان متقابل الکترون – الکترون را نشان می دهد. با این تفاوت که نرخ رشد در عددهای موج بزرگتری به صفر می رسد و بیشینه ی آن کمتر از پلاسمای الکترون- الکترون جریان متقابل است. همچنین، از همان عددهای موج بسیار کوچک، ناپایداری بدون شکست در منحنی های نرخ رشد، با یک فرکانس حقیقی نوسانی می شود که این مقدار نیز مانند نرخ رشد تابعی از ناهمسانگردی دمایی وسرعت توده ای پلاسما است.

در علم فیزیک و فن آوری، مباحثی چون کاربرد مواد فوتونی و بلورهای نوری که امروزه در عرصه علمی و تکنولوژی از اهمیت بسزایی برخوردار است، از به روزترین مسائل می باشد. در این میان، بررسی ویژگی های بلورهای فوتونی یکی از مباحث مهم جامعه ی علمی است. بیشترین اهمیت بلورهای فوتونی به خاطر وجود باندهای ممنوعه و مدهای نقص آنها است که توانایی کنترل نور را آسانتر می کند.

افزایش میدان مغناطیسی خارجی اعمال شده میزان خودهمگرایی پرتوی لیزر را افزایش می هد و خود همگرایی در فواصل کوتاه تری اتفاق می افتد.

چکیده ندارد.

دنیای پیچیده و گسترده ی اندرکنش لیزر – پلاسما، آنقدر دارای پدیده های گوناگون و جالبی می باشد که پرداختن به هر یک از آنها، می تواند زمینه ی تحقیقاتی بسیار مناسبی را برای یک دانشجوی علاقمند به این موضوع را فراهم آورد. ما نیز در این راستا به بررسی و تحقیق در مورد یکی از مهمترین این پدیده ها، یعنی "خودکانونی تابش لیزری" توسط پلاسما پرداخته ایم. اما مطالب و گفته های زیادی در این خصوص صورت پذیرفته است که کار را هم به لحاظ گستردگی دسترسی به مطالب گوناگون، آسان کرده و هم از لحاظ ایجاد نوآوری کمی سخت نموده است. ما در این کار به موضوع جدیدی که چندان از عمر آن نمی گذرد، پرداخته ایم. در نظر گرفتن نمایه ی خاص چگالی الکترونی به شکل رمپ و بررسی اثر خودهمگرایی در آن شاید موضوع تازه ای به نظر نرسد ولیکن اصلاح و بهینه سازی این اثر، قطعاً نتایج بهتری را در دست علاقمندان خواهد گذاشت. لذا ما در این رساله طبق چارچوب زیر در جهت رسیدن به نتایج مناسب و مساعدتر برای اهدافی که دنبال کردن آن چه به لحاظ تئوری و چه عملی امکان پذیر است، مطالعاتمان را شکل داده ایم: در فصل 1 به طور مختصر با دنیای فیزیک پلاسما و لیزرهای پرتوان آشنا خواهید شد. فصل 2 را به فیزیک اندرکنش لیزر- پلاسما و کاربردهای آن اختصاص داده ایم. در فصل 3 نیز به طور نسبتاً کاملی با اثر خودهمگرایی، تاریخچه، انواع و نحوه ی عملکرد آن در پلاسماهای کم چگال آشنا می شوید و نهایتاً در فصل 4 که بخش پایانی این رساله خواهد بود، شما را با نمایه ی چگالی الکترونی رمپ، تاّثیر آن بر روی تابش لیزری و اصلاح و بهینه سازی اثر خودهمگرایی در آن، بیشتر آشنا خواهد ساخت.

در این پژوهش امواج سالیتونی الکترواستاتیکی در پلاسمای جفت غیرمغناطیسی سهمولفهای شامل الکترون - پوزیترونهای همدمای گرم و یونهای سرد ساکن مورد مطالعه قرار گرفته است. مجموعه معادلات سیالی پلاسما با تقلیل مییابد سپس با در نظر گرفتن غیرخطیت (kdv) استفاده از روش اختلال کاهشی به معادله کورتهوگ-دهوری مرتبه بالاتر یک معادله خطی غیرهمگن بدست میآید. جوابهای این دو معادله با استفاده از روش کوداما – تانیوتی محاسبه میگردد. در تقریب خطی ملاحظه میشود که دو مد الکترواستاتیک، مد بالا یا مد اپتیکی و مد پایین یا مد الکترون - صوتی میتواند در پلاسما منتشر شود. روش اختلال کاهشی مورد استفاده نشان میدهد که فقط مد الکترون σ انتشار یابد که رفتار پهنا و دامنه آنها برحسب پارامترهای پلاسما یعنی kdv – صوتی میتواند بصورت سالیتون نسبت چگالی یونهای مثبت ساکن به الکترونها)، بررسی میشود. همچنین ) δ (نسبت دمای پوزیترون به الکترون) و میشود که w نشان داده میشود که اثر غیرخطیت مرتبه دوم دامنه منجر به تغییر شکل سالیتون از زنگولهای به نوع دارد.