[发明专利]激光在等离子体中传播的反射系数和透射系数计算方法

权利要求书

1.激光在等离子体中传播的反射系数和透射系数计算方法，其特征在于，具体按照以下步骤实施：

步骤1、将非均匀的等离子体分成多个薄层，再将每一层薄层看作是均匀等离子体层，根据边界条件，写出传输矩阵；

步骤2、根据传输矩阵，获得所有相邻层之间的传输矩阵列方程；

步骤3、根据相邻层之间的传输矩阵列方程，获得相邻层之间透射系数和反射系数。

2.根据权利要求1所述激光在等离子体中传播的反射系数和透射系数计算方法，其特征在于，步骤1具体过程为：

将非均匀的等离子体分成多个薄层，将每个薄层作为一个区域，对每个薄层进行区域划分，依次为1,2,3…n；

取所有相邻层之间的传输矩阵列方程：

其中，A₀表示入射波，B₀表示反射波，A_n表示透射波；

将非均匀的等离子体层细分为n层，其中，第m层的厚度为d_m+1-d_m，最后一层的厚度为d_p-d_n，设入射波的电场极化方向为Z轴正向，并由X轴正向入射到等离子体层中；

考虑Y方向磁场的影响，第m层中的复介电常数表示为：

其中，ω_p,m为第m层的等离子体频率，ω为电磁波频率，υ为等离子体的碰撞频率，ω_ce电子回旋频率为：

ω_ce＝eB/m_e (3)

第m层的传播常数表示为：

定义未进入等离子体的首个薄层区域为区域(0)，区域(0)的入射场及反射场为：

式中，A为待定系数，为区域(0)的x方向上的传播常数，则入射区域(0)内的总场表示为：

推广到第m层，则有：

其中B_m和C_m为第m层的待定系数；

同理，在最后一层的场中，由于只有透射波而没有反射波，则最后一层的总场表达式为：

D为待定系数；

最终，由最后一层的边界条件得到最后一层传输矩阵表达式：

其中

根据式(8)和式(14)，得到第n层的传输矩阵。

3.根据权利要求1所述激光在等离子体中传播的反射系数和透射系数计算方法，其特征在于，步骤1中所述边界条件为：

根据x＝0处的边界条件，可得：

式中

同理，由第m层的边界条件，得到传输矩阵：

其中

4.根据权利要求1所述激光在等离子体中传播的反射系数和透射系数计算方法，其特征在于，步骤2具体过程为：

根据第一层迭代计算到最后一层透射层，得到传输矩阵列方程为：

式中

把S_g表示为S_g＝(S_g1,S_g2)，S_g1，S_g2分别为S_g矩阵的第一列和最后一列，代入上式，传输矩阵列方程表示为：

式中的A表示等离子体层的反射因子，D表示等离子体层的透射因子。

5.根据权利要求4所述激光在等离子体中传播的反射系数和透射系数计算方法，其特征在于，步骤3具体过程为：

根据传输矩阵列方程中反射因子和透射因子，获得相邻层之间透射系数T_γ和反射系数R_γ；

T_γ＝|D|²

R_γ＝|A|²。