研究微波场调制的等离子体密度栅的形成过程及特性,建立等离子体栅对电磁波(光波)的放大理论,借鉴光子晶体的理论分析方法对等离子体栅的放大、滤波等特性进行研究;进而对等离子体栅的应用提供科学的依据;分析和解释等离子体填充微波器件的效率提高机理。等离子体栅与电磁波相互作用的研究为高能激光的控制、聚束以及惯性约束聚变中等离子体运动规律的研究打下坚实的基础。
近年来,一系列的实验表明,等离子体填充微波器件后,输出功率和互作用效率大大增加,但是对效率增加的物理机制,却未能给出满意的理论解释。本研究考虑了等离子体受到微波场调制形成等离子体栅的影响,研究了等离子体密度栅的形成过程及特性,建立了等离子体栅对电磁波(光波)的放大理论,把等离子体密度栅看成光子晶体,借鉴光子晶体的理论分析方法对等离子体栅的放大、滤波等特性进行研究;进而对等离子体栅的应用提供了科学依据;分析和解释了等离子体填充微波器件的效率提高机理;进行了等离子体栅与电磁波相互作用理论分析;开展了等离子体栅形成和等离子体栅对电磁波控制的实验研究。利用等离子体栅对电磁波的放大理论,解释了等离子体填充微波器件后效率增长机理和实验中的许多现象,为等离子体栅的应用奠定基础,同时为高能激光的控制、聚束以及惯性约束聚变中等离子体运动规律的研究打下了坚实的基础。