The heating of ions via lower hybrid (LH) waves has been observed in several astrophysical as well as laboratory plasmas. We have conducted particle-in-cell simulations to demonstrate absorption of the incident laser pulse at a chosen localized point in the plasma target by manipulating its density profile. We show that a part of the incident laser propagates inside the plasma target when its frequency lies below the LH resonance frequency. Thereafter, as it experiences a negative density gradient, it approaches the resonance point where its group velocity approaches zero. This is where the electromagnetic (EM) energy prominently gets converted into the electrostatic and eventually the kinetic energy of ions. Thus, by tailoring the plasma density profile one can have the absorption of incident EM wave energy at a designated location inside the plasma. This may be important in various applications where energy deposition/heating of plasma in a localized region is desirable.
低混成(LH)波によるイオン加熱は、いくつかの天体物理プラズマおよび実験室プラズマにおいて観測されている。我々は、プラズマの密度分布を操作することにより、プラズマ標的内の選択された局所点での入射レーザーパルスの吸収を実証する粒子インセルシミュレーションを実施した。入射レーザーの一部は、その周波数がLH共鳴周波数より低い場合、プラズマ標的内を伝播することを示す。その後、負の密度勾配を経験するにつれて、群速度がゼロに近づく共鳴点に接近する。この点において、電磁(EM)エネルギーは静電エネルギーへ、そして最終的にはイオンの運動エネルギーへと顕著に変換される。したがって、プラズマ密度分布を調整することにより、プラズマ内の指定された位置での入射EM波エネルギーの吸収を実現できる。これは、プラズマの局所領域におけるエネルギー沈着・加熱が望まれる様々な応用において重要となり得る。