The spectrum of waves in a two-ion-species plasma at frequencies up to the ion-ion hybrid resonance frequency is investigated. A cylindrical plasma column of uniform density and magnetic field, and surrounded by a vacuum, is firstly analysed, and the results are checked when plasma and magnetic field nonuniformities are allowed for. A new m=-1 mode is found to exist at frequencies just above the ion-ion hybrid resonance frequency. This mode has much in common with a previously reported m=-1 mode above the Alfven resonance frequency in that it can have surface wave properties and its dispersion curve merges into the ion-ion hybrid resonance at a critical value of the axial wavenumber. The mode survives as an ion-ion resonance damped wave in a nonuniform density plasma or magnitude field. The m=+1 wave dispersion relation is found to pass through the ion-ion hybrid resonance via a mode crossing, with connection to a hybrid global eigenmode below the hybrid resonance, and connection to a surface wave above the hybrid resonance.
二種イオン種プラズマにおける波のスペクトルを、イオン-イオン混成共鳴周波数までの周波数帯で調べた。まず、一様な密度と磁場を持ち、真空に囲まれた円筒状プラズマ柱を解析し、次にプラズマ密度と磁場の非一様性を許した場合の結果を検証した。新たなm=-1モードが、イオン-イオン混成共鳴周波数の直上に存在することが見出された。このモードは、アルフヴェン共鳴周波数の直上に存在することが以前報告されたm=-1モードと多くの共通点を持ち、表面波の性質を有し得るとともに、その分散曲線は軸方向波数の臨界値においてイオン-イオン混成共鳴に合流する。このモードは、非一様な密度または磁場強度を持つプラズマ中では、イオン-イオン共鳴減衰波として生き残る。m=+1波の分散関係は、モード交差を介してイオン-イオン混成共鳴を通過し、共鳴周波数以下では混成グローバル固有モードに接続し、共鳴周波数以上では表面波に接続することが見出された。