Resonant Excitation of Helicon Waves by Two Microwave Beams in a Solid State Plasma

An investigation is made of resonant excitation of helicon waves at the difference frequency of two microwave beams propagating in a magneto-active solid state plasma viz. n-InSb. The two beams propagating obliquely with the magnetostatic field interact in the semiconductor to give rise to a nonlinear ponderomotive force at the difference frequency which resonantly excites helicon waves if the dispersion relation corresponding to helicon waves is satisfied. The results show that microwave beams of power densities 1 MW cm−2 can excite helicon waves of power density 0.98 kW cm−2 when ωc/ω = 25. The power carried by helicon waves depends on the direction of propagation of the pumps relative to magnetostatic field. For the parameters under consideration the power gets optimised at an angle θ = 63.4°. Helicon waves are not excited if the pumps propagate parallel or perpendicular to the magnetic field. The increase in magnetic field increases the power density of the excited helicon wave. Es wird die Resonanzanregung von Helikonwellen bei der Differenzfrequenz zweier Mikrowellen-strahlen, die sich in einem magnetoaktiven Festkorperplasma, z.B. n-InSb, ausbreiten, untersucht. Die beiden Strahlen breiten sich schrag zum magnetostatischen Feld aus, das im Halbleiter wirkt, und ihre Wechselwirkung gibt Anlas zu einer nichtlinearen ponderomotorischen Kraft bei der Differenzfrequenz, die eine Resonanzanregung von Helikonwellen ergibt, wenn die den Helikonwellen entsprechende Dispersionsbeziehung erfullt ist. Die Ergebnisse zeigen, das Mikrowellen-strahlen mit einer Leistungsdichte von 1 MW cm−2 Helikonwellen mit einer Leistungsdichte von 0.98 kW cm−2 anregen konnen, wenn ωc/ω = 25 ist. Die von den Helikonwellen getragene Leistung hangt von der Ausbreitungsrichtung der Pumpwellen relativ zum statischen Magnetfeld ab. Fur die untersuchten Parameter wird die Leistung bei einem Winkel θ = 63.4° optimal. Helikonwellen werden nicht angeregt, wenn die Pumpwellen sich parallel oder senkrecht zum Magnetfeld ausbreiten. Die Erhohng des Magnetfeldes steigert die Leistungsdichte der angeregten Helikonwelle.