We investigated the possibility of pin pointing the local density and magnetic field of an inhomogeneous, magnetized plasma by stimulated Raman scattering of a pump laser pulse focused on a desired position. As the Raman growth rate is proportional to the pump pulse amplitude, the spectral peak shift of the scattered signal is, though it is a spatially integrated one, expected to be determined dominantly by that from the focal position of the pump pulse. From a theoretical estimation, we found a condition of the pulse duration and plasma density for such an expectation to properly work. It was confirmed by two-dimensional particle-in-cell simulations that as long as the pulse duration is long and the length scale of the plasma inhomogeneity is large compared to the Rayleigh length, the spectral bandwidth of the spatially integrated Raman signal can be narrow enough to distinguish the peak position with good enough resolution.
我々は、不均一な磁化プラズマの局所密度と磁場を、所望の位置に集光したポンプレーザーパルスによる誘導ラマン散乱を用いて特定する可能性を調査した。ラマン成長率はポンプパルス振幅に比例するため、散乱信号のスペクトルピークシフトは、空間積分されたものであるにもかかわらず、ポンプパルスの集光位置からの寄与によって支配的に決定されると期待される。理論的見積もりから、この期待が適切に機能するためのパルス持続時間とプラズマ密度の条件を見出した。パルス持続時間が十分に長く、プラズマの不均一性の長さスケールがレイリー長と比較して大きい限り、空間積分されたラマン信号のスペクトル帯域幅は、ピーク位置を十分な分解能で識別できる程度に狭くなり得ることが、二次元パーティクルインセルシミュレーションによって確認された。