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磁化等离子体中的高频波物理在磁约束聚变研究中有着极其重要的实际应用和理论价值。本文利用解析方法和数值模拟方法对磁化等离子体中高频波的几个问题进行了研究。其中包括磁化等离子体中法拉第旋转效应的几何相位问题,以及利用基于回旋规范动理学的数值模拟研究高频波与磁化等离子体的相互作用问题。 法拉第旋转效应是一种进行等离子体诊断的有效方法,可以被用作测量等离子体密度、磁场强度以及重建等离子体平衡等。我们发现,非均匀磁化等离子体中的法拉第旋转角度除了包含依赖于L波和R波色散关系差别的动力学部分之外还包含额外的几何相位部分。几何相位不依赖于波传播路径上的色散关系,而只与波矢在参数空间内的几何性质有关。我们利用ITER和EAST的真实参数对法拉第旋转角度的各部分进行了估算,发现在某些情况下法拉第旋转角度中几何相位部分的大小与动力学部分相当,有时甚至更大。因此将测得的法拉第旋转角度直接当做动力学旋转角度计算等离子体性质会引起较大的误差。我们提出了一些方案用以将实验测得的法拉第旋转角度中的动力学部分和几何相位部分进行分离,以改进用法拉第效应对磁约束聚变装置进行诊断的技术。另一方面,几何相位作为一种在物理学各分支都普遍存在的现象具有重要的理论意义。我们在本文中还详细探讨了在随时间或空间缓变磁场中带电粒子回旋运动的几何相位问题。通过将回旋运动中的几何相位、电子自旋波函数的几何相位以及等离子体中圆偏振波的几何相位进行比较和分析,我们系统研究了等离子体中几何相位问题的起源和性质,同时清楚地解释了两类几何相位的直观物理图像。 射频波加热是对磁约束装置进行辅助加热的主要手段之一。但射频波与磁化等离子体相互作用的机制尚不十分清楚。长期以来,始终没有一套能够自恰地处理这一问题的理论和数值模拟方法。其主要原因在于电磁波加热具有多尺度性:粒子回旋运动的时空尺度比等离子体加热的时空尺度要小得多。然而这两个动力过程在回旋加热过程中都有着举足轻重的作用。我们采用基于回旋规范动理学理论的数值模拟方法研究高频波与磁化等离子体相互作用的问题。规范回旋动理学采用微分几何的方法有效而准确地将回旋运动和其他的动力学过程解耦,解决了多尺度性问题。本文根据回旋规范动理学理论推导出作为数值模拟基础的回旋中心分布函数和规范函数的演化方程,并在此基础上利用PIC方法实现对高频波物理的数值模拟。我们用该方法研究了垂直于背景磁场传播的高频波的几个物理问题,包括垂直传播的高频波的色散关系、共振区域模转换问题、以及射频波在密度不均匀磁化等离子体中传播的问题。我们还讨论了该方法的优势以及下一步的研究计划等。