波の非線形相互作用


共鳴的に相互作用をしている3つの波
j(r,t) = Xjexp[i(kj・r - ωjt)], (j = 1,2,3)
に対して
1 + k2 + k3 = 0
ω1 + ω2 + ω3 = 0
が共鳴条件となる。 これは運動量およびエネルギーの保存を表しており、モード変換において(k,ω)平面で平行四辺形が描けることを意味している。

電磁波のモード変換について、次のようなものがある。

  • 誘導Raman散乱(前方および後方、電子プラズマ波を励起)
  • 誘導Brillouin散乱(イオン音波を励起)
  • 2プラズモン吸収(2つの電子プラズマ波に分裂)
  • パラメトリック吸収(イオン音波と電子プラズマ波に分裂)


参考書

  • 田中・西川:「高温プラズマの物理学」、丸善
  • F.F. Chen:"Introduction to Plasma Physics and Controlled Fusion"、PLENUM

課題

  • ビート波を用いた誘導ラマン前方散乱について考える。
    • 波長9.6μmおよび10.6μmのCO2レーザーの振動数を求めなさい。
    • これらの振動数の差分がプラズマ振動数となるプラズマの密度を求めなさい。

Email: Keiichi Takasugi