Диссертация (1102719), страница 26
Текст из файла (страница 26)
Линия аргона отсутствует и в случае смеси CF2Cl2-Ar (1:9) и появляется наряду слинией молекулярного газа при концентрации смеси 1:32. Это указывает на образованиесмешанных кластеров, содержащих и атомы Ar, и молекулы CF2Cl2.8.Впервые исследована трехкомпонентная смесь CF2Cl2-Ar-He с общим давлением 25 атм,постоянной концентрацией CF2Cl2-Ar (1:33) при различных парциальных давлениях гелия (от0 атм до 20 атм). Обнаружено, что добавление к смеси CF2Cl2-Ar гелия дает возможностьуправления относительными амплитудами характеристических рентгеновских линий аргона ихлора. Это свидетельствует об увеличении концентрации аргона в смешанных кластерах, из-задополнительной релаксации аргона гелием.121Заключение1.Создана экспериментальная схема для исследования особенностей нелинейно-оптическихпроцессов,возникающихприимпульсно-периодическомвоздействииинтенсивного(I≤1016 Вт/см2) фемтосекундного лазерного излучения на твердотельную мишень.
Схемапозволяет проводить измерения с использованием излучения лазерной системы на хромфорстерите (=140фс, =1,24 мкм, Е600 мкДж, частота следования импульсов =1-10 Гц,наносекундныйконтрастK≈300).Проведеныисследованияособенностейвыходарентгеновского излучения и параметров второй гармоники лазерного излучения приформировании микроканала в мишени, находящейся как в условиях вакуума (P≈0,01 Торр), таки при нормальных условиях в воздухе.2.Зарегистрировано, что при создании микроканала в прозрачном диэлектрике (на примеремишени из плавленого кварца), находящемся в вакууме или воздухе, в импульснопериодическом режиме воздействия (частота 1-10 Гц) интенсивным (вакуумная интенсивностьI≈1016Вт/см2,Е≈5мДж)фемтосекунднымлазернымизлучением,динамикавыходарентгеновского излучения подобна динамике изменения сигнала второй гармоники: онинемонотонны и достигают экстремума (максимума).
Эффективность генерации рентгеновскогоизлучения возрастает с 1∙10−7 до 6∙10−6 при формировании канала в мишени, находящейся ввакууме. В случае, если мишень находится в воздухе, эффективность генерации рентгеновскогоизлучения возрастает с 5∙10−9 до 6∙10−8. Эффективность ГВГ при формировании канала вмишени, находящейся вакууме, возрастает с 5·10−4 до 4·10−3.3.Впервые проведены исследования динамики спектра второй гармоники, котораягенерируется в микроканале мишени (алюминий, плавленый кварц), находящейся в вакуумеили в воздухе, по мере его формирования последовательностью фемтосекундных лазерныхимпульсов системы на хром-форстерите (частота 1-10 Гц, интенсивность I≈1016 Вт/см2,τ≈140 фс).
Обнаружено, что спектр второй гармоники испытывает голубой сдвиг, достигающийΔλ≈25 нм. Соответствующие сдвиги зарегистрированы и для спектра основного лазерногоизлучения. Наличие таких сдвигов (как в случае воздуха, так и в случае вакуума) можетсвидетельствовать о том, что в микроканале нарабатывается взвесь, в результате ионизациикоторой лазерным импульсом и возникает существенный голубой сдвиг в его спектре.4.Созданаэкспериментальнаяустановкадляпроведенияисследованийпроцессов,сопутствующих взаимодействию интенсивного (I~1016 Вт/см2, фокусировка f/d=10, 20)фемтосекундного лазерного излучения лазера на титан-сапфире (min≈75 фс, =0,8 мкм,122Е≈0,5÷5 мДж, =1,25 Гц) с газо-кластерной струей. Установка включает в себя: 1) системугенерации и диагностики кластеров методом расширения в вакуум газов через коническоесопло,снабженноеимпульснымклапаном;2)измерительнуючасть,позволяющуюрегистрировать выход и спектр жесткого рентгеновского излучения из кластерной наноплазмы,поглощение энергии лазерного излучения в кластерной струе и его спектр, а также генерациюгармоник фемтосекундного лазерного излучения и изображение свечения плазменногофиламента в оптическом диапазоне.5.Предложено использовать для эффективной генерации рентгеновского излучения крупныекластерымногоатомныхмолекул,образующихсяприрасширенииввакуумсмесимолекулярных газов с легким газом-носителем с относительно высокой концентрацией.Впервые зарегистрировано характеристическое рентгеновское излучение (энергии линий:ES(Kα)≈2,3 кэВ, ЕI(Lα)≈4 кэВ, ЕI(Lβ)≈4,2 кэВ и ЕCl(Kα)≈2,6 кэВ, ЕCl(Kβ)≈2,8 кэВ) прифемтосекундном лазерном (I≈6·1015 Вт/см2) возбуждении кластеров SF6, CF3I и CF2Cl2,образующихся при расширении в вакуум смесей молекул c аргоном (концентрации 1:8, 1:15 и1:9).
Установлено на примере кластеров SF6 и CF2Cl2 (смесь с гелием, концентрации газов всмеси 1:8 и 1:9 соответственно, давление смеси над клапаном ~30 атм), что выходхарактеристических рентгеновских квантов из кластерной наноплазмы может достигатьрекордной величины порядка 2·108 фотонов за лазерный импульс при интенсивности лазерногоимпульса I ≈8·1015 Вт/см2, энергии E≈5 мДж и оптимальной длительности ≈300 фс. При этомэффективность преобразования по энергии соответствует величине 10−5.
Это на порядокпревышаетэффективность,полученнуюнамивкластерахаргонаприсходныхэкспериментальных условиях.6.Впервые исследована взаимосвязь сигнала третьей гармоники, изображения свеченияплазменного филамента в оптическом диапазоне и выхода жесткого (E>2 кэВ) рентгеновскогоизлучения из кластерной наноплазмы (кластеры SF6 и СF3I), образованной интенсивным(I≈1016 Вт/см2) фемтосекундным (τ≈300 фс) лазерным излучением (наносекундный ипикосекундный контраст Kns≈105, Kps≈2∙102), в зависимости от положения вакуумного фокусалазерного излучения относительно оси газокластерной струи. Установлено, что максимальномувыходу рентгеновского излучения, который достигается при фокусировке в область переднегокрая газо-кластерной струи, соответствует локальный минимум сигнала третьей гармоники исуществование многофокусного плазменного филамента.
При улучшении контраста лазерногоизлучения (Kns≈5∙106, Kps≈106), филамент в оптимальном режиме становится однофокусным.1237.Обнаружено, что при воздействии интенсивного фемтосекундного лазерного излучения нагазокластерную струю смеси CF2Cl2-Ar (концентрация газов 1:32, давление 20 атм),генерируются характеристические рентгеновские линии присущие молекулярному газу(ECl(Kα)≈2,6 кэВ, ECl(Kβ)≈2,8 кэВ) наряду с линией газа-носителя (ЕAr(Kα)≈3 кэВ), что указываетна формирование смешанных кластеров, содержащих и атомы и молекулы. Впервыеисследована трехкомпонентная смесь (CF2Cl2-Ar-He) (концентрация CF2Cl2-Ar 1:32, давлениевсей смеси 25 атм), и показано, что добавление к смеси CF2Cl2-Ar гелия увеличивает выходхарактеристических рентгеновских квантов аргона, что свидетельствует об увеличенииконцентрации аргона в смешанных кластерах, из-за влияния гелия.124Список публикаций по теме диссертации1П. Гордиенко В.
М., Джиджоев М. С., Жвания И. А., Макаров И. А. Увеличение выходарентгеновских фотонов при двухимпульсном воздействии лазерным излучением натвердотельную мишень в воздухе // Квантовая Электроника. – 2007. – Т.37, №7. – С. 599-600.2П. Gordienko V. M., Zhvania I. A., Makarov I. A. Hot Microplasma in the Channel of a SolidTarget Induced by a Sequence of Femtosecond Laser Pulses // Laser Physics. – 2008. – Т.
18, №4. –С. 1-7.3П. Гордиенко В. М., Джиджоев М. С., Жвания И. А., Петухов В. П., Платоненко В. Т.,Трубников Д. Н., Хоменко А. С. Эффективная генерация К-характеристическогорентгеновского излучения при лазерном возбуждении крупных кластеров SF 6 в присутствиигаза носителя Ar // Письма ЖЭТФ. – 2010. – Т.91, №7. – С. 355-362.4П. Гордиенко В. М., Джиджоев М. С., Жвания И. А., Прибытков А. В., Трубников Д. Н.,Федоров Д. О.
Генерация рентгеновского излучения на L-переходах атомов йода привозбуждении крупных кластеров CF3I фемтосекундным лазером // Квантовая Электроника. –2012. – Т.42, №11. – С. 957-958.5П. Gordienko V. M., Dzhidzhoev M. S., Zhvaniya I. A., Platonenko V. T., Trubnikov D. N.,Fedorov D. O. Hard X-ray generation and plasma filament formation under interaction of femtosecondlaser with large molecular clusters // European Physical Journal D. – 2013.
– V.67. – P.55.6П. Gordienko V. M., Dzhidzhoev M. S., Zhvaniya I. A., Trubnikov D. N., Fedorov D. O. Efficientx-ray line production from laser excited CF2Cl2 clusters. Mixed cluster formation and control of the xray line yield // Laser Phys. Lett. – 2014. – V.11. P. – 036003.7П. Gordienko V. M., Dzhidzhoev M. S., Makarov I. A., Zhvania I.
A. Enhanced x-ray emissionfrom hot plasma produced by double-pulse laser irradiation of solid target at atmospheric conditions //Proc. SPIE. – 2007. – Т. 6726. – С. 67261M.8П. Gordienko V. M., Zhvaniya I. A., Khomenko A. S. Dynamics of plasma production andharmonic generation under microchannel drilling in solid target by intense femtosecond laser // Proc.SPIE. – 2011. – Т.
7994. – С.79940P.9П. Gordienko V. M., Djidjoev M. S., Makarov I. A., Podshivalov A. A., Zhvania I. A. Hot plasmacontrol and diagnostics during femtosecond Cr:forsterite laser micromachining in ambient air //International Conference “Fundamentals of Laser Assisted Micro– and Nanotechnologies «FLAMN07» Book of Abstracts. – June 25- 28, 2007.
– St. Petersburg, Russia. – С.1310П. Гордиенко В. М., Жвания И. А., Макаров И. А., Хоменко А. С. Модификация спектраотраженного фемтосекундного лазерного излучения в процессе формирования канала втвердотельной мишени // Пятая Международная Конференция «Фундаментальные проблемыоптики» «ФПО – 2008», Сборник трудов Международного оптического конгресса «Оптика-XXIвек.
– 20-24 октября, 2008. – Санкт – Петербург, Россия. – С.7.11П. Гордиенко В. М., Жвания И. А., Макаров И. А., Хоменко А. С. Модификация спектравторой гармоники при формировании микроканала в твердотельной мишени цугомсверхинтенсивных фемтосекундных лазерных импульсов // Молодежная школа-семинар125Современные нанотехнологии и нанофотоника для науки и производства. – 1-4 октября, 2008. –Владимир, Россия.12П.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
