Lower hybrid resonance: field structure and numerical modeling

Abstract

The behavior the electromagnetic fields in the vicinity of the lower hybrid resonance point is studied in case of 1D plasma non-uniformity. The first of two found solutions of Maxwell’s equations is singular and describes the wave travelling to the lower hybrid resonance layer. This wave if fully absorbed without reflections. Another solution which is regular describes the standing wave. To extend the range of validity of the solutions found, they are matched to the WKB solutions. Three possibilities for numerical solving the wave propagation problem in presence of the lower hybrid resonance zone are discussed in the paper.

Поведение электромагнитных полей в непосредственной близости от нижнего гибридного резонанса изучено в случае одномерной неоднородности плазмы. Первое из двух найденных решений уравнений Максвелла сингулярно и описывает волну, падающую на слой нижнего гибридного резонанса. Эта волна полностью поглощается без отражений. Другое решение, которое регулярно, описывает стоячую волну. Чтобы расширить область применимости найденных решений, они приведены к виду ВКБ-решений. Обсуждаются три возможности для численного решения задачи распространения волн в присутствии зоны нижнего гибридного резонанса.

Поведінка електромагнітних полів в безпосередній близькості від нижнього гібридного резонансу вивчено в разі одновимірної неоднорідності плазми. Перше з двох знайдених рішень рівнянь Максвелла сингулярно і описує хвилю, що падає на шар нижнього гібридного резонансу. Ця хвиля повністю поглинається без відбиття. Інше рішення, яке регулярно, описує стоячу хвилю. Щоб розширити область застосовності знайдених рішень, вони приведені до вигляду ВКБ-рішень. Обговорюються три можливості для чисельного рішення задачі поширення хвиль у присутності зони нижнього гібридного резонансу.