Формирование быстрых ионов из твердотельной плазмы, созданной высококонтрастным фемтосекундным лазерным импульсом (1105118), страница 7
Текст из файла (страница 7)
Наиболеесущественным является требование малости давления насыщенного пара жидкости. Изоценок следует, что для того, чтобы избежать эффектов самовоздействия исамофокусировки лазерного импульса необходимо, чтобы давление в камеревзаимодействия было менее 1 торр. В случае использования лазерных систем с высокойчастотой повторения импульсов важно выбирать жидкость, обладающую высокойтеплопроводностью и большой скоростью выравнивания поверхности.• При интенсивности лазерного импульса ~1016 Вт/см2 средняя энергия горячих электронов<Eh> в плазме на поверхности вакуумного масла составляет от 3 до 18 кэВ.
Оптическаядиагностика поверхности мишени показала, что большой разброс <Eh> связан смедленным остыванием области воздействия после лазерного выстрела и парением масла.• Скорость фронта быстрых протонов, вылетающих из плазмы, сформированной наповерхности масла ВМ-1, лазерным импульсом с интенсивностью до 2⋅1016 Вт/см2совпадает со скоростью протонов, вылетающих из плазмы, формируемой натвердотельных мишенях (например, кремнии). Оценка для средней энергии электронов,ускоряющих протоны, говорит о том, что такие протоны ускорены горячими электронами,то есть плазма, формируемая на поверхности жидкой мишени, является эффективнымисточником быстрых протонов.• Жидкий галлий, нагретый до 270°C, может быть использован в качестве мишени длясоздания стабильного источника жесткого тормозного некогерентного рентгеновскогоизлучения с частой повторения импульсов 10 Гц.
Такую мишень не требуется сдвигатьили обновлять после каждого лазерного выстрела. Снижение выхода рентгеновскогоизлучения в спектральный диапазон более 2.5 кэВ после 50000 лазерных выстрелов водну точку мишени составило не более 25%. Такое снижение связано с падением уровняжидкости в результате выноса вещества в каждом лазерном выстреле и может быть легкоскомпенсировано дополнительной фокусировкой объектива или повышением уровняжидкости.• Температура мишени сильно влияет на скорость снижения уровня жидкости в результатевыноса вещества лазерным импульсом. При температуре галлия TGa=50°C снижениевыхода рентгеновского излучения на 25% наблюдалось уже через 4000 лазерныхвыстрела.• Конверсия энергии лазерного импульса в тормозное рентгеновское излучение с энергиейкванта более 2.5 кэВ составила (2.2±0.4)⋅10-4%, а в спектральный диапазон более 7.5 кэВ (4.2±0.5)⋅10-5%.
Это позволяет оценить, что средняя мощность рентгеновского источникас энергиями квантов более 2.5 кэВ в телесный угол 4π в режиме 10 Гц составляет 5 нВт.20СПИСОК ОСНОВНЫХ ПУБЛИКАЦИЙ1. Р.В. Волков, В.М. Гордиенко, И.М. Лачко, А.А. Русанов, А.Б. Савельев, Д.С.
Урюпина«Формирование быстрых многозарядных тяжелых ионов при воздействиисверхинтенсивного фемтосекундного лазерного импульса на очищенную поверхностьмишени» // ЖЭТФ, 130, 347-362 (2006)2. Р.В. Волков, А.А. Воробьев, В.М. Гордиенко, М.С. Джиджоев, И.М.
Лачко, Б.В. Марьин,А.Б. Савельев, Д.С. Урюпина «Влияние импульсной лазерной очистки мишени наионизацию и ускорение ионов в плазме, создаваемой фемтосекундным лазернымимпульсом» // Квантовая Электроника, 35 (10), 953-958 (2005)3. V.M.Gordienko, I.M.Lachko, A.A.Rusanov, A.B.Savel’ev, D.S.Uryupina, and R.V.Volkov “Enhanced production of fast multi-charged ions from plasmas formed at cleaned surface byfemtosecond laser pulse”// Applied Physics B, 80, 733-739 (2005)4. Р.В.Волков, В.М.Гордиенко, И.М.Лачко, А.Б.Савельев, Д.С.Урюпина «Ускорениетяжелых многозарядных ионов до энергии в 1 МэВ при облучении твердотельноймишени фемтосекундным лазерным излучением с интенсивностью 1016 Вт/см2»// Письмав ЖЭТФ, 81, 708-711 (2005)5.
Р.В. Волков, В.М. Гордиенко, П.М. Михеев, А.Б. Савельев, Д.С. Урюпина,«Высокотемпературная плазма, сформированная на свободной поверхности жидкостифемтосекундным лазерным излучением»// Квантовая электроника, 34 (2), 135–138 (2004).6. Р.В.Волков, Д.М.Голишников, В.М.Гордиенко, М.С.Джиджоев, И.М.Лачко, Б.В.Марьин,П.М.Михеев, А.Б.Савельев, Д.С.Урюпина, А.А.Шашков, «Формирование ионного токавысокотемпературной фемтосекундной лазерной плазмы при адсорбции примесей наповерхности мишени»// Квантовая электроника, 33 (11), 981–986 (2003).7.
V.M. Gordienko, I.M. Lachko, P.M. Mikheev, A.B. Savel'ev, D.S. Uryupina and R.V. Volkov,«Experimental characterization of hot electron production under femtosecond laser plasmainteraction at moderate intensities»// Plasma Physics and Controlled Fusion, 44 (12), 2555-2568(2002).8. А.А. Русанов, А.Б. Савельев, Д.С.
Урюпина, «Ионизация и рекомбинация врасширяющейся плазме, созданной фемтосекундным лазерным импульсом» // Препринтфизического фак-та МГУ им. М.В. Ломоносова № 25/2005, физ.фак. МГУ, 2005, 32 стр.9. D.S.Uryupina, V.M.Gordienko, M.V.Kurilova, E.V.Rakov, and A.B.Savel’ev «Simple design offemtosecond laser plasma highly stable hard x-ray source using free surface of liquid gallium» //Proc. of SPIE, 5975, 76-85 (Topical Problems of Nonlinear Wave Physics, St. Petersburg Nizhniy Novgorod, Russia, August 2-9, 2005) edited by A.M. Sergeev10. A.B.Savel’ev, V.M.Gordienko, I.M.Lachko, A.A.Rusanov, D.S.Uryupina, R.V.Volkov«Enhanced ionization of W ions at a plasma-vacuum boundary in femtosecond laser plasma atmoderate intensities» // Proc. of SPIE, 5975, 43-54 (Topical Problems of Nonlinear WavePhysics, St.
Petersburg -Nizhniy Novgorod, Russia, August 2-9, 2005) edited by A.M. Sergeev11. I.M.Lachko, A.A.Vorob'ev, V.M.Gordienko, M.S.Dzhidzhoev, B.V.Mar'in, A.B.Savel'ev,D.S.Uryupina, R.V.Volkov «Production of high-energy multi-charged mono-atomic ionbunches from FLP: the role of pulsed laser pre-cleaning» // Proc.
of SPIE, 6053, 605310(ICONO/LAT-2005: High-Power Lasers and Applications, St. Petersburg, Russia, May 11-17,2005), edited by W.L.Bohn, V.S.Golubev, A.A.Ionin, V.Y.Panchenko.2112. V.M. Gordienko, M.V.Kurilova, A.B.Savel'ev, D.S.Uryupina, R.V.Volkov «Femtosecond laserplasma x-ray source at free surface of liquid gallium» // Proc. of SPIE, 6256, 62560F (ICONO2005, St. Petersburg, Russia, May 11-17, 2005) edited by H.A.Bachor, A.D.Bandrauk,P.B.Corkum, M.Drescher, M.Fedorov, S.Haroche, S.Kilin, A.Sergienko.13. V.M.Gordienko, I.M.Lachko, A.A.Rusanov, A.B.Savel'ev, D.S.Uryupina, R.V.Volkov «On theorigin of fast multi-charged ions from femtosecond laser plasma at moderate intensities» // Proc.of SPIE, 6256, 62560G (ICONO 2005, St.
Petersburg, Russia, May 11-17, 2005) edited byH.A.Bachor, A.D.Bandrauk, P.B.Corkum, M.Drescher, M.Fedorov, S.Haroche, S.Kilin,A.Sergienko.14. A.B. Savel’ev, V.M.Gordienko, I.M.Lachko, A.A.Rusanov, D.S.Uryupina, and R.V.Volkov«Effect of surface cleaning on decay of low energy nuclear isomers excited during femtosecondlaser-plasma interaction» // Proceedings of 7th AFOSR workshop on isomers and quantumnucleonics, 171-180, Dubna, Moscow region, Russia, June 26-June 30, 200515. A.B.Savel’ev, V.M.Gordienko, I.M.Lachko, B.V.Mar’in, D.S.Uryupina, and R.V.Volkov«Experimental investigation of ion acceleration from femtosecond laser plasma interaction: roleof surface impurities», Proceedings of the 2nd Int.
Conf. “Frontiers of Nonlinear Physics”, 414418, Nizhniy Novgorod-St. Petersburg, Russia, July 5-12 (2004)16. I.M.Lachko, R.V.Volkov, D.M. Golishnikov, V.M. Gordienko, M.C. Dzhidzhoev, B.V. Mar’in,P.M. Mikheev, A.B. Savel’ev, A.A. Shashkov, D.S. Uryupina «Control of femtosecond laserplasma parameters by surface contaminants cleaning with preceding laser pulse» // Proc.
ofSPIE, 5482, 102-111 (Laser Optics 2003, 30 June-4 July, St. Petersburg, Russia) edited byV.E.Yashin, A.A.Andreev17. D.S. Uryupina, V.M. Gordienko, P.M. Mikheev, A.B. Savel’ev, R.V.Volkov «Hard x-ray andhigh energy protons production under femtosecond laser interaction with free liquid surface» //Proc. of SPIE, 5482, 32-38 (Laser Optics 2003, 30 June-4 July, St. Petersburg, Russia) edited byV.E.Yashin, A.A.Andreev22.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
