Scaling laws for the helicon eigenmodes in a nonuniform plasma cylinder

Abstract

The wave eigenmodes of a radially nonuniform plasma cylinder are examined analytically in the helicon frequency range. Conditions for the existence of almost pure helicon eigenmodes with on-axis localization are pointed out. The scaling (i.e. the relationship between the plasma density, the magnetic field, and the mode frequency and wave number) for these eigenmodes is found and shown to depend on the azimuthal mode number.

Аналитически исследованы волновые собственные моды радиально-неоднородного плазменного цилиндра в геликонном диапазоне частот. Указаны условия существования почти чистых геликонных мод, локализованных вблизи оси системы. Найден скейлинг (т.е. взаимоотношение между плотностью плазмы, магнитным полем и частотой, и волновым числом моды) для таких мод, и показано, что он зависит от азимутального волнового числа.

Аналітично досліджено хвильові власні моди радіально-неоднорідного плазмового циліндра в геліконному діапазоні частот. Виявлено умови існування майже чистих геліконних мод, локалізованих поблизу осі системи. Знайдено скейлінг (тобто співвідношення між густиною плазми, магнітним полем та частотою, і хвильовим числом моди) для таких мод, і показано, що він залежить від азимутального хвильового числа.