We discuss the tunneling of quasi-optical wave beams through the evanescent region near the plasma cutoff in magnetized plasmas with density fluctuations. A model is proposed that describes the effect of a random modulation of a wave phase induced by the fluctuations along the propagation path on the efficiency of linear coupling between the ordinary and extraordinary waves in a two-dimensional geometry that suits well the toroidal magnetic systems. An analytical formula is derived that relates the averaged coupling efficiency and the phase correlation function of a random wave beam. Thresholds are found for the correlation length of the random phase and the length of the beam path, above which the density fluctuations become the dominant effect, and the importance of two-dimensional effects is shown. The analytical results are verified with full-wave numerical calculations.
我々は、密度揺らぎを伴う磁化プラズマにおいて、プラズマ遮断近傍のエバネッセント領域を通る準光学波動ビームのトンネリングについて議論する。伝播経路に沿った揺らぎによって誘起される波動位相のランダム変調が、トロイダル磁気系に良く適合する二次元幾何学における常波と異常波の間の線形結合効率に及ぼす効果を記述するモデルを提案する。平均化された結合効率とランダム波動ビームの位相相関関数を関連付ける解析的公式を導出する。ランダム位相の相関長とビーム経路長について、それを超えると密度揺らぎが支配的な効果となる閾値を見出し、二次元効果の重要性を示す。解析的結果は全波数値計算によって検証される。