The nonlinear saturation of low-power-threshold two-upper-hybrid (UH)-plasmon parametric decay instability (PDI) of an extraordinary pump wave-excited in the presence of a nonmonotonous density profile is analyzed in detail. It is shown that the primary absolute PDI enhancing the UH wave fluctuations from the thermal noise level, which was analyzed in linear approximation in Popov and Gusakov (2015 Plasma Phys. Control. Fusion57 025022), is saturated due to a secondary low-threshold decay of the daughter UH wave. The secondary decay leads to excitation of the secondary UH wave, downshifted in frequency and also trapped in the vicinity of the local maximum of the density profile, and the ion Bernstein wave. A set of equations describing the primary and secondary decays and accounting for the finite pump-beam width is derived and solved numerically. The results of numerical modeling are shown to be in agreement with an analytical estimation of the growth rates of both the primary and secondary parametric decays and of the saturation level. The anomalous absorption of the pump wave due to the two plasmon PDI is estimated at a level of 6% for the plasma density profile considered in the paper.
非単調な密度分布の存在下で励起される異常波の、低パワー閾値を持つ2つの上部混成（UH）プラズモン・パラメトリック崩壊不安定性（PDI）の非線形飽和を詳細に解析した。Popov and Gusakov（2015 Plasma Phys. Control. Fusion 57 025021）において線形近似で解析された、熱雑音レベルからのUH波ゆらぎを増強する一次的な絶対PDIは、娘UH波の二次的な低閾値崩壊によって飽和することが示される。この二次的な崩壊は、周波数が下方シフトし、密度分布の極大付近に捕捉された二次UH波と、イオン・バーンスタイン波の励起をもたらす。一次および二次の崩壊を記述し、有限のポンプ波ビーム幅を考慮した連立方程式系を導出し、数値的に解いた。数値モデリングの結果は、一次および二次のパラメトリック崩壊の両方の成長率と飽和レベルの解析的評価と一致することが示される。本論文で考察したプラズマ密度分布に対する、2つのプラズモンPDIによるポンプ波の異常吸収は、6%のレベルと評価される。