The evolution of the electron phase space structures during excitation of a triggered emission is investigated using the nonlinear method. Previous studies suggested that the dynamics of phase space structures due to nonlinear wave particle interactions is critical to the excitation of triggered emissions with frequency chirping. We introduce the use of the nonlinear method to simulate triggered emissions. Compared with full-f particle-in-cell method, the nonlinear method significantly reduces numerical noise, therefore making the phase space structures more identifiable. Specific to the simulation of triggered emissions, the nonlinear method also does not show numerical distortion of the distribution function due to reflecting particle boundary conditions. Using the nonlinear method, we show that during the main portion of the chirping element, the phase space structure roughly maintains a shape so that the resonant island moves a distance in phase space that is on the same order as its width during one phase space bounce period of deeply trapped particles, supporting that the interaction is non-adiabatic. We also demonstrate the disappearance of the phase space structure near the end of the chirping. Our work suggests that the nonlinear method could be very useful for the study of excitation of triggered emissions and to understand the mechanism of frequency chirping.
トリガード放射の励起中の電子位相空間構造の進化を、非線形手法を用いて調査した。これまでの研究では、非線形波動-粒子相互作用による位相空間構造のダイナミクスが、周波数チャープを伴うトリガード放射の励起に重要であることが示唆されていた。我々は、デルタ-f手法を用いてトリガード放射のシミュレーションを導入する。フル-f粒子セル法と比較して、デルタ-f手法は数値ノイズを大幅に低減するため、位相空間構造をより明確に識別できる。トリガード放射のシミュレーションに特化すると、デルタ-f手法は反射粒子境界条件による分布関数の数値的歪みも示さない。デルタ-f手法を用いることで、チャープ要素の主要部分において、位相空間構造がほぼ形状を維持し、共鳴島が深く捕捉された粒子の位相空間バウンス周期の間に、その幅と同程度の位相空間距離を移動することを示す。これは相互作用が非断熱的であることを支持する。また、チャープの終端付近での位相空間構造の消滅も実証する。我々の研究は、デルタ-f手法がトリガード放射の励起の研究および周波数チャープのメカニズムの理解に非常に有用であることを示唆している。