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Nonlinear Doppler reflectometry power response. Analytical predictions and full-wave modelling

机译：非线性多普勒反射计功率响应。 分析预测和全波建模

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The transition of Doppler reflectometry diagnostics to nonlinear regime of scattering is studied analytically with the use of the perturbation theory applied to the Helmholtz equation. Density fluctuations with large radial correlation length, O-polarisation of the probing beam, linear background density profiles and slab geometry are considered. Formulae for onset of nonlinearity are derived for different parameter ranges. Obtained results are generalised for the arbitrary turbulence radial correlation length. The results of the physical optics model are reproduced in one particular case, while new formulae is obtained for different parameter ranges and their experimental relevance is demonstrated. A qualitative explanation for scattered signal nonlinear power dependence is proposed. Analytical results are validated with IPF-FD3D code full-wave numerical modelling for radially uniform and fully 2D turbulence.
机译：通过应用于Helmholtz方程的扰动理论，研究了多普勒反射仪诊断对非线性散射方案的转变。 考虑了具有大的径向相关长度，探测光束的O偏振，线性背景密度分布和板坯几何的密度波动。 导出非线性发作的公式，用于不同的参数范围。 获得的结果是针对任意湍流径向相关长度的推广。 物理光学模型的结果在一个特定情况下再现，而新公式是针对不同参数范围获得的，并且证明了它们的实验相关性。 提出了一种对散射信号非线性功率依赖性的定性解释。 分析结果用IPF-FD3D代码全波数值模型验证，用于径向均匀，完全2D湍流。

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