Научная тема: «КВАЗИОПТИКА ВОЛНОВЫХ ПУЧКОВ И ИНТЕНСИВНЫХ СВЕРХКОРОТКИХ ИМПУЛЬСОВ В ПЛАЗМЕ С РЕЗОНАНСНОЙ И СТОЛКНОВИТЕЛЬНОЙ ДИССИПАЦИЕЙ»
Специальность: 01.04.08
Год: 2011
Отрасль науки: Физико-математические науки
Основные научные положения, сформулированные автором на основании проведенных исследований:
  1. Скалярное квазиоптическое уравнение позволяет найти приближенное векторное решение уравнений Максвелла в плавно неоднородных анизотропных и гиротропных средах с пространственной дисперсией.
  2. Учет конечного пространственного спектра волнового пучка при ЭЦ нагреве плазмы в системах с магнитным удержанием приводит к более широким (на 15-30%) профилям энерговклада и тока в сравнении с результатами традиционных расчетов.
  3. Использование накачки из нескольких пучков с близкими частота ми позволяет подавить усиление паразитных шумов в условиях раз вития параметрической неустойчивости при компрессии импульсов в неоднородной плазме на основе механизма обратного рамановского рассеяния. При этом в фазовый и амплитудный профиль выходного импульса не вносятся существенные возмущения в поперечном направлении.
  4. Наиболее существенными причинами, ограничивающими эффективность обратного рамановского рассеяния в первых экспериментах по компрессии лазерных импульсов в плазме струи газа и в плазме капилляров, были дополнительная ионизация плазмы по мере роста амплитуды импульса, приводящая к нарушению условий трехволнового резонанса, и недостаточная плотность плазмы, приводящая к опрокидыванию плазменной волны в процессе усиления и ограничивающая эффективную длину усиления.
  5. В процессе коллапса сверхкоротких (в несколько периодов поля) лазерных импульсов происходит опережающее опрокидывание продольного профиля импульса и образуются ударные фронты, приводящие к формированию степенных хвостов в спектре излучения.
  6. Эффективная частота столкновений, интенсивность когерентного излучения гармоник, число быстрых частиц не уменьшаются с ростом интенсивности поля накачки, в отличие от традиционных представлений.
  7. В сильных ЭМ полях в выражении для интеграла парных электрон-ионных соударений в кинетическом уравнении для одночастичной функции распределения помимо диффузионного члена появляется источник быстрых частиц.
Список опубликованных работ
[A1] Fraiman G.M., Mironov V.A., Balakin A.A. Representative Electrons and Energy Exchange in the Strong Laser Fields // Phys.Rev.Lett. -1999. - Vol. 82. - P. 319-322.

[A2] Фраймап Г.М., Миронов В.А., Балакип А.А. Корреляционные эффекты при электрон-ионных столкновениях в сильном лазерном поле // ЖЭТФ. - 1999. - T. 115. - C. 463-478.

[A3] Балакип А.А., Фраймап Г.М. Когерентные эффекты при столкновениях электронов с ионами в поле сильного лазерного излучения // Прикладная физика. - 2000. - №3. - C. 154-166.

[A4] Балакип А.А., Фраймап Г.М., Миронов В.А. // Особенности электрон-ионных столкновений в сильных электрических полях // Физика плазмы. - 2001. - T. 27. - C. 491-502.

[A5] Balakin A.A., Fraiman G.M. Electron-ion Collisions in Ultra-High Illuminated Plasmas // Physica D. - 2001. - Vol. 152-153. - P. 731-741.

[A6] Балакип А.А., Фраймап Г.М. Тормозное излучение в сильном лазерном поле // ЖЭТФ. - 2001. - T. 120. - P. 797-809.

[A7] Balakin A.A., Fraiman G.M., Mironov V.A. Coherent effects at ion-electron collision in strong laser field // Plasma Physics. - 2001. -Vol. 8. - P. 2502-2509.

[A8] Балакип А.А., Фраймап Г.М. Генерация быстрых электронов при электрон-ионных столкновениях в сильных полях // Прикладная физика. - 2003. - №1. - C. 65-71.

[A9] Балакип А.А., Миронов В.А. Динамика самовоздействия сверхкоротких электромагнитных импульсов // Письма ЖЭТФ. — 2002. - T. 75. - C. 741-745.

[A10] Balakin A.A., Fraiman G.M., Fisch N.J., Malkin V.M. Noise suppression and enhanced focusability in plasma Raman amplifier with multi-frequency pump // Plasma Physics. - 2003. - Vol. 10. -P. 4856-4864.

[A11] Балакип А.А., Карташов Д.В., Киселев A.M., Скобелев С.А., Степанов А.П., Фраймап Г.М. Усиление лазерных импульсов при обратном рамановском рассеянии в плазме, создаваемой в диэлектрических капиллярах // Письма ЖЭТФ. - 2004. - T. 80. - C. 15-20.

[A12] Balakin A.A., Fraiman G.M., Fisch N.J. Three-dimensional simulation of backward Raman amplification // IEEE Transaction on Plasma Science. - 2005. - Vol. 33. - P. 488-489.

[A13] Balakin A.A., Fraiman G.M., Fisch N.J., Suckewer S. Backward Raman amplification in a partially ionized gas // Phys.Rev.E. - 2005. -Vol. 72. - P. 036401.

[A14] Balakin A.A., Fraiman G.M. Numerical simulations of electron-ion collisions in UHI plasmas // Computer Physics Communications. -2004. - Vol. 164. - C. 46-52.

[A15] Balakin A.A., Fraiman G.M., Fisch N.J. Hot electron production in plasmas illuminated by intense lasers // Письма ЖЭТФ. - 2005. -T. 81. -C. 3-7.

[A16] Балакип А.А., Фраймап Г.М. Ускорение электронов в релятивистски сильных лазерных полях при столкновениях с ионами плазмы // ЖЭТФ. - 2006. - T. 130. - C. 426-436.

[A17] Балакип А.А., Литвак А.Г., Миронов В.А., Скобелев С.А. Структурные особенности динамики самовоздействия сверхкоротких электромагнитных импульсов // ЖЭТФ. - 2007. - T. 131. -C. 408-424.

[A18] Балакип А.А., Балакипа М.А., Смирнов А.П., Пермитип Г.В. Скалярное уравнение для волновых пучков в магнитоактивной плазме // Физика плазмы. - 2007. - T. 33. - C. 337-345.

[A19] Балакип А.А., Балакипа М.А., Шалашов А.Г К оценке роли дифракции при электрон-циклотронном поглощении в периферийных областях плазменного шнура // Физика плазмы. - 2007. -T. 33. - C. 724-737.

[A20] Балакип А.А., Балакипа М.А., Смирнов А.П., Пермитип Г.В. Волновые пучки в неоднородных анизотропных и гиротропных средах // Изв. ВУЗов Радиофизика. - 2007. - T. 50. - C. 1058-1076.

[A21] Balakin A.A., Balakina M.A., Smirnov A.I., Permitin G.V. Quasi-optical description of wave beams in smoothly inhomogeneous anisotropic media // J. Phys. D. - 2007. - Vol. 40. - P. 4285-4296.

[A22] Балакип А.А., Балакипа М.А., Смирнов А.П., Пермитип Г.В. Влияние диссипации на распространение волновых пучков в неоднородных анизотропных и гиротропных средах // Физика плазмы. -2008. - T. 34. - C. 486-500.

[A23] Balakin A.A., Balakina M.A., Westerhof E. ECRH power deposition from a quasi-optical point of view // Nuclear Fusion. - 2008. - Vol. 48. -P. 065003.

[A24] Балакин А.А. Электрон-ионные столкновения в релятивистски сильных лазерных полях // Физика плазмы. — 2008. — T. 34. —C. 330-339

[A25] Балакин А.А., Толмачев М.Г. Трехчастичные столкновения в сильных лазерных полях // Физика плазмы. - 2008. - T. 34. - C. 716-724.

[A26] Балакин А.А. Интеграл парных электрон-ионных столкновений в переменных электромагнитных полях // Физика плазмы. — 2008. -T. 34. -C. 1129-1136.

[A27] Balakin A.A., Litvak A.G., Mironov V.A., Skobelev S.A. Self-focusing of few optical cycle pulses // Phys.Rev.A. - 2008. - Vol. 78. -P. 061803.

[A28] Balakin A.A., Litvak A.G., Mironov V.A., Skobelev S.A. Self-action of few-cycle pulses in a dispersive medium // Phys.Rev.A. - 2009. - Vol. 80. - P. 063807.

[A29] Ma] O., Balakin A.A., Poli E. Effects of aberration on paraxial wave beams: beam tracing versus quasi-optical solutions // Plasma Phys. Controll. Fusion. - 2010. - Vol. 52. - P. 085006.

[A30] Bertelli N., Balakin A.A., Westerhof E., Buyanova M.N. ECCD calculations in ITER by means of the quasi-optical code // Nuclear Fusion. - 2010. - Vol. 50. - P. 115008.

[A31] Balakin A.A., Fraiman G.M., Mironov V.A.. Correlated effects due to electron-ion collisions in superstrong laser fields in plasmas // EC A. -1998. - Vol. 22C. - P. 953-956.

[A32] Balakin A.A., Fraiman G.M., Mironov V.A.. Harmonic generation due to electron-ion correlated scattering in superstrong laser fields in plasmas. - EGA. - 1998. - Vol. 22C. - P. 934-937.

[A33] Balakin A.A., Fraiman G.M., Mironov V.A.. Bound states of coulomb system in superstrong laser fields in plasmas // EGA. - 1998. -Vol. 22C. - P. 2256-2259.

[A34] Balakin A.A., Mironov V.A.. Nonlinear spatial-temporal dynamics of ultra-short electromagnetic pulse // Proc. of “Strong microwave in plasma”. - 2000. - P. 545-549.

[A35] Balakin A.A., Fraiman G.M. Electron-ion collisions in strong microwaves in plasmas // Proc. of “Strong microwave in plasma”. -2000. - P. 423-437.

[A36] Balakin A.A., Fraiman G.M. Harmonic generation due to electron-ion correlated collisions in super strong laser fields in plasmas // Proc. Of “Strong microwave in plasma”. - 2000. - P. 510-514.

[A37] Balakin A.A., Mironov V.A.. Self-action dynamics of ultra-short electromagnetic pulse // Proc. of “Frontiers of Nonlinear Physics”. -2002. - P. 28.

[A38] Balakin A.A., Fraiman G.M. Bremsstrahlung in strong laser field // Proc. of “Frontiers of Nonlinear Physics”. - 2002. - P. 335.

[A39] Balakin A.A., Fraiman G.M., Fisch N.J.. Hot electrons production in laser plasmas / Proc. of 30th EPS Conf. on Controlled Fusion and Plasma Phys. - 2003. - P-3.82.

[A40] Balakin A.A., Fraiman G.M., Fisch N.J., Malkin V.M.. Noise suppression and enhanced focusability in plasma Raman amplifier with mixed pump / Proc. of 30th EPS Conf. on Controlled Fusion and Plasma Phys. - 2003. - P-3.66.

[A41] Balakin A.A., Fraiman G.M. Numerical simulations of electron-ion collisions in UHI plasmas / Book of abstracts of 18th International Conference on the Numerical Simulation of Plasmas. - 2003. - P. 34-37

[A42] Balakin A.A., Fraiman G.M. Collisional effects in ultra-high illuminated plasmas: from the theory to the experiment // Proc. of “Strong microwave in plasma”. - 2003. - P. 437-452.

[A43] Balakin A.A., Fraiman G.M. Hot electron at electron-ion collisions in strong laser field // Proc. of “Strong microwave in plasma”. - 2003. -P. 521-525.

[A44] P.M. Фрайман Балакин А.А. Столкновения электронов с ионами в сильном лазерном поле / Сборник трудов “Нелинейные волны’ 2002”. - 2002. - C. 268-286

[A45] A.N. Stepanov, Balakin A.A., Fraiman G.M., D.V. Kartashov, Kiselev A.M., Skobelev S.A.. Nonlinear effects on propagation of highly intense femtosecond laser pulses in gas-filled dielectric capillary tubes / Proc. of Int. Symposium “Topical Problems of nonlinear wave physics” (NWP-2005). - 2005. - P. 120-121.

[A46] Balakin A.A., Fraiman G.M., Fisch N.J.. Backward Raman amplification in a partially ionized gas // Proc. of “Frontiers of Nonlinear Physics”. - 2005. - P. 386-392.

[A47] Skobelev S.A., Mironov V.A., Litvak A.G., Balakin A.A. Self-focusing dynamics of few optical cycle pulses // A IP Conf. Proc. - 2006. -V. 827. - P. 94-99.

[A48] Balakina M.A., Balakin A.A., Smirnov A.I.. Electromagnetic wave-beams in smoothly inhomogeneous anisotropic media // Proc. of “Strong Microwaves in Plasmas”. - 2006. - P. 539-543.

[A49] Balakin A.A., Fraiman G.M., M.G. Tolmachev. Neighbor ion influence on pair electron-ion collisions in strong laser field // Proc. of “Frontiers of Nonlinear Physics”. - 2007. - P. 106-107.

[A50] Balakin A. A., Mironov V.A.. Ultra-short pulse propagation in partially ionized gas // Proc. of “Frontiers of Nonlinear Physics”. - 2007. -P. 126-127.

[A51] Balakin A.A. Electron-ion collisions in strong relativistic laser field // Proc. of “Frontiers of Nonlinear Physics”. - 2007. - P. 92-93.

[A52] Litvak A.G., Balakin A.A., N.A. Zharova, Mironov V.A., Skobelev S.A.. Ultra-short laser pulse self-focusing in dispersive media // Proc. of “Frontiers of Nonlinear Physics”. - 2007. - P. 41-42.

[A53] Балакин А.А., Фрайман P.M. Генерация быстрых электронов при электрон-ионных столкновениях в сильных полях / Сборник трудов “Нелинейные волны’ 2006”. - 2006. - C. 222-236.

[A54] Balakin A.A., Balakina M.A., Westerhof E.. Quasi-optical calculations of ECRH power deposition // Proc. of 15th Joint Workshop on ECE & ECRH. - 2008. - P. 383-390.

[A55] Balakin A.A., Balakina M.A., Smirnov A.I.. Quasi-optical beams in inhomogeneous magnetized plasma // Proc. of “Strong microwaves”. -2009. - P. 399-407.

[A56] Balakin A.A., Balakina M.A., Smirnov A.I.. Fluctuations influence on EC power deposition // Proc. of “Strong microwaves”. - 2009. -P. 408-412.

[A57] Smirnov A.I., Balakin A.A., L.A. Smirnov. Quasi-optical description of wave beams in smoothly inhomogeneous anisotropic media / Proc. 11th International Conference on Transparent Optical Networks (ICTON 2009). - 2009. - P. TU.C1.6

[A58] Balakin A.A., Mironov V.A., Skobelev S.A.. Ultra-Short laser pulse self-focusing during gas ionization // Proc. of “Frontiers of Nonlinear Physics”. - 2010. - P. 147-148.

[A59] Balakin A.A., Mironov V.A., Skobelev S.A., Litvak A.G.. Stabilization of filament instability of an ultra-short relativistically strong laser pulse in plasma // Proc. of “Frontiers of Nonlinear Physics”. - 2010. -P. 149-150.

[A60] Балакин А.А., Фрайман P.M., Миронов В.А.. О столкновениях электронов с ионами в сильном лазерном поле (часть 1) / Препринт ИПФ РАН. - 1997. - №442.

[A61] Балакин А.А., Фрайман P.M., Миронов В.А.. О столкновениях электронов с ионами в сильном лазерном поле (часть 2) / Препринт ИПФ РАН. - 1998. - №468.