束勻滑光束偏折現(xiàn)象的模擬*

李斌 劉占軍 郝亮 鄭春陽 蔡洪波 何民卿

(北京應(yīng)用物理與計(jì)算數(shù)學(xué)研究所, 北京 100094)

達(dá)到高能量密度物理狀態(tài)后, 光束在介質(zhì)中的傳播行為與經(jīng)典光學(xué)研究范疇相比, 會(huì)出現(xiàn)一些新現(xiàn)象.比如在各向同性介質(zhì)內(nèi)可出現(xiàn)光束傳播方向改變的現(xiàn)象.另一方面, 高能量密度物理實(shí)驗(yàn)中由高功率激光器產(chǎn)生的束勻滑光束較為常見.本文分析了空間和時(shí)間束勻滑光束在各向同性等離子體傳播中出現(xiàn)束偏折現(xiàn)象的機(jī)制和條件, 并利用三維激光等離子體相互作用程序LAP3D進(jìn)行了驗(yàn)證.模擬表明只有當(dāng)同時(shí)發(fā)生成絲不穩(wěn)定性和存在離子聲速量級的橫向流時(shí)束勻滑激光才會(huì)產(chǎn)生顯著的束偏折現(xiàn)象.

1 引 言

在經(jīng)典光學(xué)范圍內(nèi), 光束在各向同性介質(zhì)內(nèi)的傳播方向不會(huì)發(fā)生改變, 傳播方向改變的現(xiàn)象通常發(fā)生在不同介質(zhì)的交界面處.但當(dāng)能量驅(qū)動(dòng)源如激光, 使介質(zhì)能量增加并達(dá)到高能量密度狀態(tài)后, 激光強(qiáng)度足以改變介質(zhì)折射率, 在這種介質(zhì)內(nèi)也會(huì)發(fā)生光束傳播方向改變的現(xiàn)象(束偏折)[1].另一方面在高能量密度物理研究中, 隨著近年來高功率激光器技術(shù)的發(fā)展, 采用激光束輻照產(chǎn)生高能量密度狀態(tài)成為一種常用的方式.許多采用大型高功率激光器的實(shí)驗(yàn), 通常輸出束勻滑光束[2?8].針對高能量密度狀態(tài)下, 束勻滑光束發(fā)生束偏折的機(jī)制和條件, 本文給出了相關(guān)研究結(jié)果.

束勻滑光束按光束勻滑方式可分為空間束勻滑和時(shí)間束勻滑兩種.它們的共同特點(diǎn)是光束包絡(luò)較為平滑, 但內(nèi)部結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜, 內(nèi)部包含數(shù)千個(gè)小光斑, 縱向長度為 8 F2λ0[1,2], 橫向長度為 2 Fλ0[1,2],這里F為透鏡光學(xué)F數(shù), λ0為激光波長.分析束勻滑光束發(fā)生束偏折的條件, 要從光束內(nèi)部多個(gè)小光束相互作用角度考慮, 涉及到多體相互作用, 僅應(yīng)用理論分析較為困難.如果不考慮光束內(nèi)部結(jié)構(gòu), 僅從整個(gè)光束角度考慮, 其發(fā)生束偏折的條件在一定程度上可類比單個(gè)光束, 如高斯型光束發(fā)生束偏折的機(jī)制和條件, 本文從這個(gè)角度展開了對束勻滑光束發(fā)生偏折現(xiàn)象所需條件的分析和研究.

實(shí)驗(yàn)研究[9,10]和近期利用LAP3D程序?qū)Ω咚剐凸馐哪M研究[11]都表明, 高斯型激光束發(fā)生顯著偏折需滿足兩個(gè)條件: 發(fā)生成絲不穩(wěn)定性和存在聲速量級的等離子體橫向流[11].前者在聚焦光斑處形成密度凹坑并改變此區(qū)域折射率, 后者使這種密度空間結(jié)構(gòu)能在橫向整體移動(dòng).據(jù)此認(rèn)為研究束勻滑光束發(fā)生束偏折的條件可進(jìn)一步細(xì)化為研究以下兩點(diǎn): 束勻滑光束發(fā)生成絲不穩(wěn)定性的條件以及聲速量級的等離子體橫向流對成絲不穩(wěn)定性的影響.

本文根據(jù)以上兩個(gè)條件對束勻滑光束偏折現(xiàn)象的產(chǎn)生機(jī)制和條件進(jìn)行了研究, 給出了用于模擬三維束勻滑光束偏折現(xiàn)象的數(shù)值模擬程序LAP3D的物理建模, 分析了橫向流大小對不穩(wěn)定性發(fā)展的影響, 給出了研究空間束勻滑光束和時(shí)間束勻滑光束發(fā)生束偏折條件的數(shù)值模擬結(jié)果和分析.

2 物理模型

2.1 光束傳播模型

為描述光束在等離子體中的傳輸和等離子體響應(yīng), 三維激光等離子體相互作用程序LAP3D分別采用了激光包絡(luò)方程和雙溫流體方程組[12,13]的物理模型.由于束偏折現(xiàn)象發(fā)生與否跟光束成絲現(xiàn)象緊密相關(guān), 因此在激光傳播模型中只考慮衍射項(xiàng)和折射項(xiàng), 忽略激光受激散射項(xiàng), 對應(yīng)的包絡(luò)化激光傳播方程為

其中, E 為激光電場強(qiáng)度; vg為激光波包傳播群速度; c 為真空中激光光速; ω0為激光頻率; ν 為逆軔致吸收率; me為電子質(zhì)量; δ nef為電子擾動(dòng)數(shù)密度;為廣義衍射算子[12], 在下文推導(dǎo)中為簡化用來代替.

2.2 流速對束偏折(成絲)發(fā)展影響的分析

設(shè)沿激光傳播方向?yàn)閦方向, 存在橫向(沿x方向)流速為 u⊥的等離子體流場, 考慮流體方程組中的質(zhì)量連續(xù)方程:

和動(dòng)量方程:

其中, S 為電子動(dòng)量, u 為流速, Q 為人為粘性應(yīng)力張量, ψ 為有質(zhì)動(dòng)力勢, p 和 pe為離子壓力和電子壓力.

對上面兩個(gè)方程線性化, 設(shè) E =E0+δE ,n=n0+δnef, 則質(zhì)量連續(xù)方程和動(dòng)量方程經(jīng)化簡后, 可得 δ nef滿足的密度漲落方程為

其中, cs為離子聲速, M 為離子質(zhì)量, 對 (1)式和(4)式做傅里葉分析可得色散關(guān)系為

A-A′剖面(圖2)顯示，F(xiàn)3斷層在熱水塘村一帶上覆有良好的保溫蓋層，熱儲層中的熱液沿該斷裂上升出流，在地表形成溫泉，其中S18溫泉溫度45 ℃，水量較大。C-C′剖面(圖3)直觀地反應(yīng)出該區(qū)燈影組地層是良好的熱儲層，但因蓋層較薄，鉆孔抽水人為加劇地下水循環(huán)，進(jìn)而導(dǎo)致降雨入滲混入熱儲層造成論證區(qū)熱儲層溫度不會(huì)太高。

考慮 ω =iγ ? ω0并且 k ·k0=0 , 化簡得到光束傳播過程中存在橫向小擾動(dòng)及有橫向流場發(fā)生成絲不穩(wěn)定性對應(yīng)的空間增長率:

式中, γ 為成絲增長率, k⊥為橫向擾動(dòng)波數(shù), k0為入射光束波數(shù), vos和 ve分別為電子在光場中的抖動(dòng)速度和熱速度.

對于在各向同性等離子體中傳播的高斯光束,可認(rèn)為在給定參數(shù)下 (6)式中物理量 ve、 vos、 ne、ncr、 k0、 cs均為定值.在光束的擾動(dòng)波數(shù) k⊥范圍內(nèi),以 kopt為例考察(6)式中橫向流大小對不穩(wěn)定性發(fā)展的影響.這里 kopt為沒有橫向流時(shí), 在此條件下使成絲不穩(wěn)定性增長率取最大值時(shí)對應(yīng)的擾動(dòng)波數(shù).進(jìn)一步分析(6)式可知, 當(dāng)橫向流速為離子聲速時(shí), 對應(yīng)不穩(wěn)定增長率為極大值; 當(dāng)流速逐漸小于離子聲速時(shí), 不穩(wěn)定性增長率逐漸減小, 發(fā)生成絲的空間位置也逐漸“靠后”; 當(dāng)流速大于離子聲速時(shí), 成絲發(fā)展受抑制.

結(jié)合本節(jié)第一段所描述的模擬結(jié)果[11], 上面分析表明, 對高斯型光束, 橫向流對其束偏折的影響本質(zhì)上是橫向流對成絲不穩(wěn)定性發(fā)展的影響.考慮到束勻滑光束包絡(luò)內(nèi)部包含多個(gè)小焦斑, 其光強(qiáng)分布可近似等同于高斯光束, 因此可推斷束勻滑光束發(fā)生顯著的束偏折現(xiàn)象也需滿足發(fā)生成絲不穩(wěn)定性和存在聲速量級橫向流的條件.本文下面兩節(jié)將采用數(shù)值模擬研究的方法來進(jìn)一步分析和判斷.

3 空間束勻滑入射光束數(shù)值建模和束偏折模擬結(jié)果

激光器產(chǎn)生的入射光束通過位于聚焦透鏡前的相位板后, 被分割成多個(gè)子光束, 在遠(yuǎn)場疊加形成空間束勻滑光束.本文模擬中應(yīng)用連續(xù)相位板(continuous phase plate, CPP), 它使子光束間相位差在 0到 π 之間連續(xù)變化, 對比隨機(jī)相位板, 不僅在遠(yuǎn)場可產(chǎn)生更為平滑的包絡(luò)分布, 也使焦斑中能量提高到入射光能量的95%[14].

焦平面內(nèi)經(jīng)CPP后生成的空間束勻滑光束的電場幅值分布可表示為下式:

其 中, f為 透 鏡 焦 距 , E (x,y) 為 入 射 光 復(fù) 振 幅,t(x,y)為CPP的相位信息.

LAP3D程序采用笛卡爾坐標(biāo)系, 模擬三維大尺度上發(fā)生的空間束勻滑光束偏折現(xiàn)象.模擬中激光從 (x, y) 面入射, 沿 z 方向傳播.(x, y, z) 方向上對應(yīng)的模擬尺度分別為 ( 2048λ0,2048λ0,2048λ0) ,單位為激光波長 λ0, λ0= 0.351 μm.模擬空間內(nèi)等離子體均勻分布, 初始等離子體密度為 0.1nc, 電子溫度 Te為 3 keV , 離子溫度 Ti為 1 keV , 離子電離度 Z =1.

模擬中采用光學(xué) F數(shù)為 11, 長軸約為200 μm, 短軸約為 100 μm 的橢圓焦斑 F200, 橢圓焦斑內(nèi)的電場幅值分布如文獻(xiàn)[15]中圖1所示.根據(jù)空間束勻滑光束入射面平均光強(qiáng)大小, 設(shè)計(jì)了5個(gè)模型.首先模擬了在沒有橫向等離子體流的條件下, 空間束勻滑光束在均勻等離子體中的傳播行為, 重點(diǎn)考察是否發(fā)生了光束成絲現(xiàn)象.然后引入聲速量級的橫向流, 再次計(jì)算上述5個(gè)模型, 重點(diǎn)考察是否發(fā)生了光束偏折現(xiàn)象.等離子體橫向流由x方向左邊界流入, 從x方向右邊界流出, 垂直于激光傳播方向.這些模擬結(jié)果如表1所示.

對于空間束勻滑激光在均勻等離子體傳播過程中能否發(fā)生成絲現(xiàn)象, 可根據(jù)下面公式[15]來判斷,

其中, Iav, λ0, ne, nc, Te和 F 分別為光斑平均光強(qiáng)、激光波長、電子密度、等離子體臨界密度、電子溫度和光學(xué)F數(shù).當(dāng)空間束勻滑入射光束平均光強(qiáng)大于 Iav時(shí), 空間束勻滑光束在傳播過程中會(huì)發(fā)生成絲現(xiàn)象; 反之, 小于此值時(shí), 空間束勻滑光束不成絲.根據(jù)上文給出的模擬參數(shù), 可知表1中模型 3, 4, 5 可發(fā)生成絲不穩(wěn)定性情況, LAP3D 模擬結(jié)果也證實(shí)了這一點(diǎn).

表1 空間束勻滑光束F200成絲和束偏折現(xiàn)象模擬結(jié)果Table 1.Simulation results for filamentaion and beam deflection in the case of CPP smoothed beam F200.

圖1 不同激光強(qiáng)度下空間束勻滑光束對應(yīng)的束偏折模擬結(jié)果 (a) F200模型2加橫向流; (b) F200模型5加橫向流.圖中橫縱坐標(biāo)對應(yīng)模擬空間坐標(biāo)z和x, 其量綱為激光波長.橫向流速等于離子聲速Fig.1.Beam deflection simulation results at different incident intensity: (a) Transverse flow and average intensity lower than filamentation threshold; (b) transverse flow and average intensity higher than filamentation threshold.x and yaxes of two figures corresponding to xand z axes of simulation coordinates, respectively.The spatial scale is in unit of laser wave length.The transverse flow speed equals ion sound speed.

圖2 對比空間束勻滑光束發(fā)生束偏折時(shí)F200模型5加橫向流的入射面和出射面內(nèi)光斑電場幅值分布 (a)入射面; (b)出射面.圖中橫縱坐標(biāo)對應(yīng)模擬空間坐標(biāo)x和y, 其量綱為激光波長.橫向流速等于離子聲速Fig.2.Comparison of spatial distribution of laser electric field between laser entrance and exit planes as beam deflection presents:(a) Laser entrance plane; (b) laser exit plane.x and y axes of two figures corresponding to x and y axes of simulation coordinates,respectively.The spatial scale is in unit of laser wave length.The transverse flow speed equals ion sound speed.

對于束偏折現(xiàn)象的模擬表明, 如果空間束勻滑光束發(fā)生了成絲現(xiàn)象, 則引入聲速量級的橫向流后, 光束會(huì)發(fā)生顯著的束偏折現(xiàn)象; 反之, 如果光束沒有發(fā)生成絲現(xiàn)象, 則不會(huì)出現(xiàn)束偏折現(xiàn)象.如圖1所示, 模型2中沒有發(fā)生激光成絲現(xiàn)象, 加橫向流時(shí)對應(yīng)的模擬結(jié)果中光束傳播方向沒有變化;而模型5中發(fā)生了激光成絲現(xiàn)象, 加橫向流后對應(yīng)模擬結(jié)果顯示光束傳播方向隨傳播距離增加明顯偏向等離子體流方向, 即發(fā)生了束偏折現(xiàn)象, 這些模擬結(jié)果與物理預(yù)期相同.

此外從空間束勻滑光束入射面和出射面內(nèi)光斑電場幅值空間分布情況也可判斷光束是否發(fā)生了明顯的束偏折現(xiàn)象.如圖2所示, 對比F200模型5加橫向流時(shí)模擬結(jié)果給出的電場幅值在入射面和出射面內(nèi)的分布, 可以發(fā)現(xiàn)在出射面內(nèi)光斑整體偏向等離子體流的方向, 表明發(fā)生了束偏折現(xiàn)象.

F200對應(yīng)的模擬結(jié)果表明, 影響空間束勻滑光束明顯發(fā)生束偏折的物理?xiàng)l件與高斯光束時(shí)的主要物理因素相一致, 即空間束勻滑光束滿足成絲條件和存在流速在離子聲速量級的等離子體橫向流.

4 時(shí)間束勻滑入射光束數(shù)值建模和束偏折模擬結(jié)果概述

采用時(shí)間束勻滑的典型應(yīng)用為譜色散勻滑化技術(shù), 它利用光柵、三倍頻晶體, 展寬入射光束頻率, 然后使光束通過相位板和聚焦透鏡, 形成遠(yuǎn)場的譜色散勻滑 (smoothing by spectral dispersion,SSD)光束, 其傳播主要特征表現(xiàn)為光束在橫向上的“掃描”行為[16].SSD光束在焦平面上的光強(qiáng)分布為

式 中, 3δ 為 調(diào) 制 振 幅; ?m為 調(diào) 制 頻 率; (p,q)=(x,y)k?/(2f), x ,y 為焦平面上的空間坐標(biāo), k 是三倍頻后的波數(shù), ? 為相鄰相位板面元之間的距離;?KL為 ( K,L) 通過相位板面元造成的相移;γ=α?/2, 是由不同頻率以不同角度入射造成的位移.修改(9)式可得LAP3D程序中采用的入射面上光強(qiáng)分布的數(shù)值計(jì)算模型為[16]

其中

仿照上節(jié)研究空間束勻滑光束出現(xiàn)束偏折現(xiàn)象條件的思路, 可認(rèn)為對于SSD勻滑光束, 發(fā)生束偏折的前提是發(fā)生成絲不穩(wěn)定性.因此這里首先考察SSD光束發(fā)生成絲的條件.美國學(xué)者Kruer等[17?21]研究分析了有一定帶寬的激光抑制不穩(wěn)定性發(fā)展的條件, 指出當(dāng)不穩(wěn)定性增長率為 γ0的波引入帶寬?ω時(shí), 不穩(wěn)定性引發(fā)的振幅增長可被削弱為沒有帶寬時(shí)的 γ0/?ω 倍, 即

為考察SSD帶寬對其在等離子體傳播過程中發(fā)生束偏折的影響, 用LAP3D模擬了三種不同調(diào)制頻率的SSD光束在均勻等離子體中的傳播, 這里取調(diào)制頻率分別為 1 0?3ω0, 1 0?4ω0和 1 0?5ω0.模擬中取入射SSD光束光斑平均光強(qiáng)為2.11×1015W/cm2, 其余模擬參數(shù)與上節(jié)中算例相同.

根據(jù)模擬參數(shù), 可分析哪種調(diào)制頻率會(huì)出現(xiàn)束偏折現(xiàn)象.成絲不穩(wěn)定性最大增長率 γmax為

其中, vos, ve, ωpe, k0, c 分別為電子在光場中的抖動(dòng)速度、電子熱速度、等離子體頻率、光束波矢和真空光速.根據(jù)上文模擬參數(shù)可知成絲不穩(wěn)定性最大增長率 γmax≈ 2.56×10?4ω0.SSD光束帶寬?ω為

其中, δ 為調(diào)制深度, 模擬中取 δ =12 , fSSD為調(diào)制頻率.由本文算例所取的SSD光束調(diào)制頻率可知,當(dāng) SSD 光束調(diào)制頻率 f SSD 為 1 0?3ω0和 1 0?4ω0時(shí),SSD光束帶寬均遠(yuǎn)大于算例對應(yīng)的成絲最大增長率 γmax≈ 2.56× 10?4ω0.但當(dāng)SSD光束調(diào)制頻率fSSD為 1 0?5ω0時(shí), SSD光束帶寬小于成絲最大增長率.

根據(jù)上面的理論分析, 可以預(yù)期在取10?3ω0和 1 0?4ω0這兩種調(diào)制頻率時(shí), 時(shí)間束勻滑光束可以抑制成絲不穩(wěn)定性; 相應(yīng)束偏折現(xiàn)象也不會(huì)出現(xiàn).當(dāng) SSD 光束調(diào)制頻率為 1 0?5ω0時(shí), 可發(fā)生成絲不穩(wěn)定性; 當(dāng)同時(shí)存在聲速量級橫向流時(shí)會(huì)出現(xiàn)顯著的束偏折現(xiàn)象.下面給出的模擬結(jié)果也證實(shí)了這些判斷.

圖3 調(diào)制頻率為 1 0?3ω0 的時(shí)間束勻滑光束傳播行為 (a)對應(yīng)11000激光周期; (b)對應(yīng)13750激光周期.圖中橫縱坐標(biāo)對應(yīng)模擬空間坐標(biāo)z和y, 其量綱為激光波長Fig.3.Propagation of SSD beam at modulation frequency of 10–3w0: (a) Corresponding simulation result at 11000 th laser periods;(b) corresponding simulation result at 13750 th laser periods.x and y axes of two figures corresponding to z and y axes of simulation coordinates, respectively.The spatial scale is in unit of laser wave length.

圖3給出了當(dāng)SSD光束調(diào)制頻率為 1 0?3ω0且沒有橫向流時(shí)的傳播過程的模擬結(jié)果.模擬發(fā)現(xiàn),在給定的傳播距離內(nèi)(約2000個(gè)激光波長), 與空間束勻滑光束成直線傳播相比, SSD光束在空間傳播中表現(xiàn)出明顯的“掃描”行為, 這和已有模擬結(jié)果[16]和理論預(yù)期相符.

由上一節(jié)給出的模擬結(jié)果可知在給定的等離子體條件下, 本節(jié)算例中的SSD光束強(qiáng)度遠(yuǎn)大于成絲閾值, 但圖3中顯示SSD光束并沒有出現(xiàn)束發(fā)散現(xiàn)象.這表明當(dāng)SSD光束取調(diào)制頻率為10?3ω0時(shí), 抑制了成絲不穩(wěn)定性.由此可以預(yù)期,當(dāng)加入等離子體橫向流時(shí), 也不會(huì)明顯發(fā)生束偏折現(xiàn)象, 模擬結(jié)果證實(shí)了這一點(diǎn)(圖4).

除調(diào)制頻率為 1 0?3ω0的情況, 還模擬了SSD光束調(diào)制頻率為 1 0?4ω0時(shí), 無橫向流和有橫向流時(shí)的激光傳播情況.模擬結(jié)果表明, 無橫向流時(shí)算例沒有出現(xiàn)激光成絲現(xiàn)象, 相應(yīng)模擬流速在離子聲速量級的橫向流時(shí)的算例如圖5所示, 也沒有出現(xiàn)束偏折現(xiàn)象.當(dāng)調(diào)制頻率為 1 0?5ω0時(shí), 模擬結(jié)果表明: 無橫向流時(shí), SSD 光束會(huì)出現(xiàn)成絲現(xiàn)象; 有橫向流時(shí), 光束會(huì)出現(xiàn)束偏折現(xiàn)象.由于其調(diào)制頻率較低, 所以在本文所選的模擬空間尺度內(nèi), SSD光束傳播行為類似于前一節(jié)的空間束勻滑激光, 如束發(fā)散時(shí)光場空間分布的模擬結(jié)果與圖1(b)類似,故這里略去.

圖4 有橫向離子聲速量級等離子體流時(shí)調(diào)制頻率為 1 0?3ω0 的時(shí)間束勻滑光束的傳播行為 (a)對應(yīng)11000激光周期; (b)對應(yīng)13750激光周期.圖中橫縱坐標(biāo)對應(yīng)模擬空間坐標(biāo)z和y, 其量綱為激光波長.橫向流速等于離子聲速Fig.4.Propagation of SSD beam with transverse flow at modulation frequency of 10–3 w0: (a) Corresponding simulation result at 11000 th laser periods; (b) corresponding simulation result at 13750th laser periods.x and y axes of two figures corresponding to z and y axes of simulation coordinates, respectively.The spatial scale is in unit of laser wave length.The transverse flow speed equals ion sound speed.

圖5 對比時(shí)間束勻滑光束在調(diào)制頻率為 1 0?4ω0 時(shí)的光束傳播行為 (a)等離子體橫向流速為零; (b)等離子體橫向流速等于離子聲速.圖中橫縱坐標(biāo)對應(yīng)模擬空間坐標(biāo)y和z, 其量綱為激光波長Fig.5.Propagation of SSD beam at modulation frequency of 10–4w0: (a) No transverse flow; (b) the transverse flow speed equals ion sound speed.x and y axes of two figures corresponding to y and z axes of simulation coordinates, respectively.The spatial scale is in unit of laser wave length.

綜上理論分析和模擬結(jié)果都表明, 當(dāng)SSD光束帶寬遠(yuǎn)大于成絲穩(wěn)定性最大增長率時(shí), 通過抑制成絲不穩(wěn)定性發(fā)展, 可抑制束偏折現(xiàn)象出現(xiàn).

5 結(jié) 論

通過對高斯型光束發(fā)生束偏折所需條件進(jìn)行引申, 提出了束勻滑光束發(fā)生束偏折的條件, 并應(yīng)用數(shù)值模擬程序進(jìn)行了驗(yàn)證和研究.模擬證實(shí), 對于空間束勻滑激光和時(shí)間束勻滑激光來說, 只有同時(shí)滿足發(fā)生成絲不穩(wěn)定性和存在離子聲速量級的橫向流時(shí), 才會(huì)產(chǎn)生顯著的束偏折現(xiàn)象.這表明束勻滑光束發(fā)生束偏折的物理成因與高斯型光束類似, 即成絲不穩(wěn)定性產(chǎn)生的密度空間結(jié)構(gòu)變化——“凹坑”, 以及在等離子體橫向流作用下產(chǎn)生橫向移動(dòng).結(jié)合初步理論分析表明, 橫向流速為離子聲速時(shí)束偏折現(xiàn)象最顯著.

研究表明, 在均勻等離子體及存在離子聲速量級橫向流時(shí), 如果空間束勻滑光束入射光斑平均光強(qiáng)大于成絲閾值, 可引發(fā)成絲不穩(wěn)定性從而發(fā)生束偏折現(xiàn)象; 對于時(shí)間束勻滑光束, 當(dāng)其帶寬遠(yuǎn)大于成絲不穩(wěn)定性最大增長率時(shí), 可以抑制成絲不穩(wěn)定性從而避免束偏折現(xiàn)象產(chǎn)生, 反之則會(huì)發(fā)生束偏折現(xiàn)象.