An analytical formalism of oscillating two stream instability of a large amplitude electromagnetic wave in the ion cyclotron range of frequency in a plasma is developed. The instability produces electrostatic ion cyclotron sidebands and a driven low frequency mode. The nonlinear coupling arises primarily due to the motion of ions and is strong when the pump frequency is close to ion cyclotron frequency and the oscillatory ion velocity is a significant fraction of acoustic speed. For propagation perpendicular to the ambient magnetic field, the X-mode pump wave produces flute type perturbation with maximum growth rate at some specific wavelengths, which are three to four times larger than the ion Larmor radius. For propagation at oblique angles to ambient magnetic field, the ion cyclotron O-mode, the growth rate increases with the wave number of the low frequency mode.

1.
F. W.
Perkins
,
Nucl. Fusion
17
,
1197
(
1977
).
2.
E. F.
Jaeger
,
D. B.
Batchelor
, and
D. C.
Stallings
,
Nucl. Fusion
33
,
179
(
1993
).
3.
R. R.
Weynants
,
Phys. Rev. Lett.
33
,
78
(
1974
).
4.
K.
Bol
,
R. A.
Ellis
,
H.
Eubank
,
H. P.
Furth
,
R. A.
Jacobsen
,
L. C.
Johnson
,
E.
Mazzucato
,
W.
Stodiek
, and
E. L.
Tolnas
,
Phys. Rev. Lett.
29
,
1495
(
1972
).
5.
J.
Jacquinot
and
J. E. T.
Team
,
Nucl. Fusion
38
,
1263
(
1998
).
6.
A.
Gibson
and the
JET team
,
Phys. Plasmas
5
,
1839
(
1998
).
7.
R. J.
Hawryluk
,
D.
Mueller
,
J. C.
Hosea
,
C. W.
Barnes
,
M.
Beer
,
M. G.
Bell
,
H.
Biglari
,
M.
Bitter
,
R.
Boivin
,
N. L.
Bretz
,
R.
Budny
,
C. E.
Bush
,
L.
Chen
,
C. Z.
Cheng
,
S.
Cowley
,
D. S.
Darrow
,
P. C.
Efthimion
,
R. J.
Fonck
,
E.
Fredrickson
,
H. P.
Furth
,
G.
Greene
,
B.
Grek
,
L. R.
Grishman
,
G.
Hammett
,
W. W.
Heidbrink
,
K. W.
Hill
,
D.
Hoffman
,
R. A.
Hulse
,
H.
Hsuan
,
A.
Janos
,
D. L.
Jassby
,
F.
Jobes
,
D. W.
Johnson
,
L. C.
Johnson
,
R.
Kaita
,
J.
Kamperschroer
,
J.
Kessner
,
C. K.
Phillips
,
S. J.
Kilpatrick
,
H.
Kugel
,
B.
LeBlanc
,
P. H.
La Marche
,
D. M.
Manos
,
D. K.
Mansfield
,
E. S.
Marmar
,
E.
Mazzucalo
,
M. P.
McCarthy
,
J.
Machuzak
,
M.
Mauel
,
D. C.
McCune
,
K.
McGuire
,
S. S.
Medley
,
D. R.
Mikkelsen
,
D.
Monticello
,
Y.
Nagayama
,
G. A.
Navratil
,
R.
Nazikian
,
D. K.
Owens
,
H.
Park
,
W.
Park
,
S.
Paul
,
F.
Perkins
,
S.
Pitcher
,
D.
Rasmussen
,
M. H.
Redi
,
G.
Rewoldt
,
D.
Roberts
,
A. L.
Roquemore
,
S.
Sabbagh
,
G.
Schilling
,
J.
Schivell
,
G. L.
Schmidt
,
S. D.
Scott
,
J.
Snipes
,
J.
Stevens
,
B. C.
Stratton
,
J. D.
Strachan
,
W.
Stodiek
,
E.
Synakowski
,
W.
Tang
,
G.
Taylor
,
J.
Terry
,
J. R.
Timberlake
,
H. H.
Towner
,
M.
Ulrickson
,
S.
von Goeler
,
R.
Wieland
,
J. R.
Wilson
,
K. L.
-
Wong
,
P.
Woskov
,
M.
Yamada
,
K. M.
Young
,
M. C.
Zarnstorff
, and
S. J.
Zweben
,
Fusion Technol.
21
,
1324
(
1992
).
8.
C. K.
Phillips
,
M. G.
Bell
,
R.
Bell
,
N.
Bretz
,
R. V.
Budny
,
D. S.
Darrow
,
B.
Grek
,
G.
Hammett
,
J. C.
Hosea
,
H.
Husan
,
D.
Ignat
,
R.
Majeski
,
E.
Mazzucato
,
R.
Nazikian
,
H.
Park
,
J. H.
Rogers
,
G.
Schilling
,
J. E.
Stevens
,
E.
Synakowski
,
G.
Taylor
,
J. R.
Wilson
,
M. C.
Zarnstorff
,
S. J.
Zweben
,
C. E.
Bush
,
R.
Goldfinger
,
E. F.
Jaeger
,
M.
Murakami
,
D.
Rasmussen
,
M.
Bettenhausen
,
N. T.
Lam
,
J.
Scharer
,
R.
Sund
, and
O.
Sauter
,
Phys. Plasmas
2
,
2427
(
1995
).
9.
D. F. H.
Start
,
J.
Jacquinot
,
V.
Bergeaud
,
V. P.
Bhatnagar
,
G. A.
Cottrell
,
L. -G.
Eriksson
,
A.
Fasoli
,
A.
Gondhalekar
,
C.
Gormezano
,
G.
Grosshoeg
,
K.
Guenther
,
P.
Harbour
,
L. D.
Hortan
,
A.
Howman
,
H.
Jackel
,
O. N.
Jarvis
,
K. D.
Lawson
,
C.
Lowry
,
M.
Mantsinen
,
F. B.
Marcus
,
R.
Monk
,
E.
Righi
,
F. G.
Rimini
,
G. J.
Sadler
,
G. R.
Saibene
,
R.
Sartori
,
B.
Schunke
,
S.
Sharapov
,
A. C. C.
Sips
,
M.
Stamp
, and
P.
Van Belle
,
Phys. Rev. Lett.
80
,
4681
(
1998
).
10.
M. J.
Mantsinen
,
M. -L.
Mayoral
,
V. G.
Kiptily
,
S. E.
Sharapov
,
B.
Alper
,
A.
Bickley
,
M.
de Baar
,
L. -G.
Eriksson
,
A.
Gondhalekar
,
T.
Hellsten
,
K.
Lawson
,
F.
Nguyen
,
J. -M.
Noterdaeme
,
E.
Righi
,
A. A.
Tuccillo
, and
M.
Zerbini
,
Phys. Rev. Lett.
88
,
105002
(
2002
).
11.
T.
Mutoh
,
R.
Kumazawa
,
T.
Seki
,
K.
Saito
,
F.
Shimpo
,
G.
Nomura
,
T.
Watari
,
X.
Jikang
,
G.
Cattanei
,
H.
Okada
,
K.
Ohkubo
,
M.
Sato
,
S.
Kubo
,
T.
Shimozuma
,
H.
Idei
,
Y.
Yoshimura
,
O.
Kaneko
,
Y.
Takeiri
,
M.
Osakabe
,
Y.
Oka
,
K.
Tsumori
,
A.
Komori
,
H.
Yamada
,
K. Y.
Watanabe
,
S.
Sakakibara
,
M.
Shoji
,
R.
Sakamoto
,
S.
Inagaki
,
J.
Miyazawa
,
S.
Morita
,
K.
Tanaka
,
B. J.
Peterson
,
S.
Murakami
,
T.
Minami
,
S.
Ohdachi
,
S.
Kado
,
K.
Narihara
,
H.
Sasao
,
H.
Suzuki
,
K.
Kawahata
,
N.
Ohyabu
,
Y.
Nakamura
,
H.
Funaba
,
S.
Masuzaki
,
S.
Muto
,
K.
Sato
,
T.
Morisaki
,
S.
Sudo
,
Y.
Nagayama
,
T.
Watanabe
,
M.
Sasao
,
M.
Goto
,
I.
Yamada
,
T.
Tokuzawa
,
K.
Ida
,
N.
Noda
,
K.
Yamazaki
,
K.
Akaishi
,
A.
Sagara
,
K.
Nishimura
,
T.
Ozaki
,
K.
Toi
,
O.
Motojima
, and
M.
Fujiwara
,
Plasma Phys. Controlled Fusion
42
,
265
(
2000
).
12.
S.
Masuda
,
R.
Kumazawa
,
K.
Nishimura
,
T.
Mutoh
,
T.
Watari
,
F.
Simbo
,
T.
Seki
,
T.
Ido
,
R.
Akiyama
,
A.
Ando
,
A.
Ejiri
,
H.
Idei
,
K.
Ida
,
H.
Iguchi
,
M.
Isobe
,
M.
Iwase
,
S.
Kubo
,
K.
Matsuoka
,
T.
Morisaki
,
S.
Morita
,
S.
Mutoh
,
S.
Murakami
,
S.
Okamura
,
T.
Ozaki
,
S.
Sakakibara
,
M.
Sasao
,
C.
Takahashi
,
T.
Kawamoto
,
K.
Tanaka
,
J.
Xu
,
H.
Yamada
,
I.
Yamada
,
D. A.
Rasmussen
,
J. F.
Lyon
,
J. B.
Wilgen
,
D. E.
Greenwood
,
D. J.
Hoffman
,
E. F.
Jaeger
, and
M.
Murakami
,
Nucl. Fusion
37
,
53
(
1997
).
13.
E.
Nelson-Melby
,
M.
Porkolab
,
P. T.
Bonoli
,
Y.
Liu
,
A.
Mazurenko
, and
S. J.
Wukitch
,
Phys. Rev. Lett.
90
,
155004
(
2003
).
14.
R. L.
Showen
and
D. M.
Kim
,
J. Geophys. Res.
83
,
623
, DOI: 10.1029/JA083iA02p00623 (
1978
).
15.
P.
Stubbe
,
H.
Kohl
, and
M. T.
Rietveld
,
J. Geophys. Res.
97
,
6285
, DOI: 10.1029/91JA03047 (
1992
).
16.
P.
Stubbe
and
H.
Kopka
,
Phys. Rev. Lett.
65
,
183
(
1990
).
17.
S. P.
Kuo
,
Phys. Plasmas
9
,
1456
(
2002
).
18.
O. P.
Sharma
,
V. K.
Tripathi
, and
C. S.
Liu
,
Phys. Fluids
27
,
1160
(
1984
).
19.
V. K.
Tripathi
and
C. S.
Liu
,
Phys. Fluids
22
,
1761
(
1979
).
20.
V. K.
Tripathi
and
C. S.
Liu
,
Phys. Fluids
25
,
629
(
1982
).
21.
C. S.
Liu
and
V. K.
Tripathi
,
Phys. Rep.
130
,
143
(
1986
).
You do not currently have access to this content.