The nonlinear nature of the rf absorption in a helicon-produced plasma was recently evidenced by the observation that the helicon wave damping as well as the level of short-scale electrostatic fluctuations excited in the helicon plasma increases with rf power. Correlation methods using electrostatic probes as well as microwave back-scattering at the upper-hybrid resonance allow identifying the fluctuations as ion-sound and Trivelpiece–Gould waves satisfying the frequency and wavenumber matching conditions for the parametric decay instability of the helicon pump wave. Furthermore, the growth rates and thresholds deduced from their temporal growth are in good agreement with theoretical predictions for the parametric decay instability that takes into account realistic damping rates for the decay waves as well as a non-vanishing parallel wavenumber of the helicon pump. The close relationship between the rf absorption and the excitation of the fluctuations was investigated in more detail by performing time- and space-resolved measurements of the helicon wave field and the electrostatic fluctuations.
ヘリコン波生成プラズマにおけるrf吸収の非線形的性質は、ヘリコン波の減衰と、ヘリコン波プラズマ中で励起される短波長の静電揺動のレベルが、rfパワーとともに増大するという観測によって、最近明らかにされた。上部混成共鳴における静電プローブおよびマイクロ波後方散乱を用いた相関法により、これらの揺動は、ヘリコン波ポンプ波のパラメトリック崩壊不安定性の周波数・波数整合条件を満たすイオン音波およびトライベリエル・グールド波であると同定された。さらに、それらの時間的成長から求められた成長率および閾値は、崩壊波の現実的な減衰率およびヘリコン波ポンプ波の非ゼロの平行波数を考慮したパラメトリック崩壊不安定性の理論的予測とよく一致した。rf吸収と揺動励起の密接な関係は、ヘリコン波場および静電揺動の時間・空間分解測定によって、より詳細に調べられた。