The development of the Weibel-like instability in the optical breakdown of a dilute neutral gas by an intense laser field is investigated. The ionization mechanism for the gas atoms is governed by tunneling of the bound electrons of atoms. The electron distribution function (EDF) formed during the breakdown process is derived from the electron kinetic equation using a simple model for atomic tunneling ionization. The dielectric permittivity tensor is obtained and the plasma stability is discussed by the solution of the dispersion equation for small electron perturbations. With close attention to the dominant role of the longitudinal ponderomotive force in the laser and gas atoms interaction, the existence of an oscillatory Weibel-like mode is shown in a mildly relativistic regime. The analytical solution is available only for low frequency limit when . Furthermore, the existence of the Weibel-like mode is investigated by a numerical solution of the dispersion equation, in a wide range of frequencies. It is shown that the numerical results are in good agreement with analytical one in low frequency limit when the instability growth rate γ varies linearly with parameter vE/c.
希薄な中性気体の強力レーザー場による光学的破壊におけるワイベル型不安定性の発生を調査した。気体原子の電離機構は、原子の束縛電子のトンネリングによって支配される。破壊過程で形成される電子分布関数(EDF)は、原子トンネリング電離の単純なモデルを用いた電子運動方程式から導出される。誘電率テンソルが得られ、小さな電子摂動に対する分散方程式の解によってプラズマ安定性が議論される。レーザーと気体原子の相互作用における縦方向ポンデロモーティブ力の支配的役割に注目し、弱相対論的領域における振動性ワイベル型モードの存在を示す。解析解は低周波数極限でのみ利用可能である。さらに、広い周波数範囲にわたる分散方程式の数値解によってワイベル型モードの存在を調査する。数値結果は、不安定性成長率γがパラメータvE/cに線形に依存する低周波数極限において、解析解と良好な一致を示すことが明らかにされた。