The power of electromagnetic emission near the plasma frequency during collective electron beam-plasma interaction is found to be significantly increased in a plasma with preformed large-amplitude density perturbations. Laboratory experiments at the GOL-PET facility show that injection of a kiloampere relativistic electron beam into a magnetized plasma with strong radial density gradients is accompanied with an order of magnitude more intense generation of sub-millimeter waves than in the case of smooth density profile. As a possible mechanism for the enhanced generation of the longitudinal radiation flux observed in these experiments, we discuss the direct beam pumping of longitudinally propagating electromagnetic plasma modes due to their coupling with the Doppler shifted beam branch in the presence of oblique modulation of plasma density.
プラズマ中の集団的電子ビーム相互作用におけるプラズマ周波数近傍での電磁放射は、予め形成された大振幅密度摂動を有するプラズマ中で有意に増強されることが見出された。GOL-PET施設での実験室実験により、強力な径方向密度勾配を有する磁化プラズマ中へのキロアンペア級相対論的電子ビームの入射は、滑らかな密度分布の場合と比較して、サブミリ波の生成が一桁以上強くなることが示された。これらの実験で観測された長手方向放射束の増強の可能なメカニズムとして、プラズマ密度の斜め変調の存在下でのドップラーシフトしたビーム分枝との結合による、長手方向に伝播する電磁プラズマモードの直接ビーム励起について考察する。