Rev. Phys. Appl. (Paris) 23, 1521-1530 (1988)
DOI: 10.1051/rphysap:019880023090152100

Excitation de plasmons et de phonons par battement de deux ondes électromagnétiques transversales dans un plasma

T. Lehner

Laboratoire de Physique des Milieux Ionisés, Groupe de Recherche n° 29 du C.N.R.S., Ecole Polytechnique, 91128 Palaiseau Cedex, France

Abstract
The beating of two transverse electromagnetic waves in a plasma on a longitudinal wave (plasmon, phonon) is demonstrated experimentally with a double microwave bench in the X band. The detection of the coupling is made by two methods : (a) a direct absorption method on one pump wave ; (b) an heterodyne scattering of a third wave in near absorption condition. These methods are optimal in the sense that the first one allows the detection of the whole action transfer between the pumps (Manley-Rowe relations for convective damping), while in the second case the scattered wave is the spatially antiphase conjugate of pump wave 2 for a wave 3 close to pump wave 1.

Résumé
Le battement de deux ondes électromagnétiques dans un plasma pour produire une onde longitudinale (plasmon ou phonon) est réalisé expérimentalement à l'aide d'un double banc micro-onde en bande centimétrique. La détection du couplage se fait : (a) soit par une méthode d'absorption directe sur l'une des pompes ; (b) soit par diffusion hétérodyne d'une troisième onde dans des conditions de quasi-absorption. Ces méthodes de détection sont optimales : la première satisfait la relation de Manley-Rowe pour le transfert d'action entre les pompes dans le cas d'amortissement convectif ; la seconde produit une onde diffusée qui est anti-conjuguée de phase avec l'onde mère 2, dans la mesure où l'onde 3 diffère peu de l'onde mère 1.

PACS
5235H - Plasma electromagnetic waves.
5235M - Nonlinear plasma waves and nonlinear interactions.
5240D - Electromagnetic wave propagation in plasma.

Key words
electromagnetic wave propagation in plasma -- plasma waves -- plasmons -- plasmons -- phonons -- two transverse electromagnetic wave beating -- plasma -- direct absorption method -- heterodyne scattering -- near absorption condition -- Manley Rowe relations -- convective damping