WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

загрузка...
   Добро пожаловать!

Pages:     | 1 | 2 ||

При интенсивностях света на порядок меньше критической, в прошедшем свете возможна генерация одиночных АИ с частотами, в сотни раз превышающими лазерную (рис. 5).

Рис. 5 (а) Спектр прошедшего излучения при интенсивности падающего света I=600·Iрел, плотности плазмы 300 nc и толщине слоя /10, рамкой выделена область фильтрации от 100 до 120; (b) поле выделенного АИ (на вставке -- квадрат поля после фильтрации в зависимости от времени).

Раздел 4.3. посвящен исследованию возможности генерации одиночного АИ в режиме жесткой фокусировки лазерного пучка. В этом случае пленка изгибается под действием света, возникают сильные дифракционные эффекты (эволюция плотности электронов и ионов при облучении плазменного слоя импульсом показана на рис. 6). Тем не менее, численные расчеты показывают, что и в случае жесткой фокусировки с помощью спектральной фильтрации отраженного излучения может быть выделен одиночный аттосекундный импульс.

Рис. 6. Распределения плотности ионов и электронов в процессе прохождения лазерного импульса с интенсивностью I=1700·Iрел и длительностью через плазменный слой с начальной плотностью 250 nc и толщиной /20 в указанные моменты времени. Момент времени 0 фс соответствует моменту прихода максимального значения поля в импульсе в точку начального положения поверхности мишени.

В заключении формулируются основные результаты настоящей работы. В приложении 1 содержится краткое изложение истории развития и применения метода частиц в ячейках в моделировании электродинамики лазерной плазмы. В приложении 2 описана безразмерная система величин, используемая в диссертационной работе. В приложении 3 приведены конечно-разностные аналоги уравнений Максвелла в одномерном и двумерном случаях.

Приложение 4 посвящено описанию построения поглощающих граничных условий для уравнений Максвелла, используемых в работе.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ ДИССЕРТАЦИИ По результатам диссертационной работы могут быть сформулированы следующие выводы:

1. Показано, что эффективность поглощения фемтосекундных (50 — 200 фс) световых импульсов субрелятивистской интенсивности (1016 -- 5·1017 Вт/см2) в плотной плазме, образующейся на поверхности наноструктурированных мишеней с высокой пористостью, существенно (по крайней мере, вдвое) превосходит эффективность поглощения в плазме плоской однородной мишени. Наличие наномасштабных пространственных неоднородностей существенно влияет на характер разогрева электронов и ионов плазмы; в частности, средняя энергия и количество быстрых электронов при облучении неоднородной плазмы оказываются существенно выше, чем в случае однородной плазмы той же плотности.

2. Показано, что увеличение эффективности нагрева фемтосекундной лазерной плазмы на поверхности наноструктурированных мишеней и генерации быстрых электронов по сравнению с однородной плотной плазмой плоских мишеней обусловлено понижением средней плотности плазмы и значительным увеличением площади поверхности раздела “плазма-вакуум”. Ключевую роль в возрастании средней энергии и количества быстрых электронов играет рост эффективной частоты необратимых процессов взаимодействия быстрых электронов с неоднородным электромагнитным полем вблизи границы пор (т.е.

увеличение частоты столкновений электронов с поверхностью вещества).

3. Показано, что в плазме, образованной субрелятивистским фемтосекундным лазерным импульсом на поверхности однородной мишени, «быстрые» электроны в основном находятся в области короны, а их распределение по энергиям сильно анизотропно, в то время как «тепловые» электроны находятся в области высокой плотности и их распределение по энергиям почти изотропно. В плазме с наномасштабными неоднородностями в области высокой плотности присутствуют как «тепловые», так и «быстрые» электроны, их распределения по энергиям почти изотропны.

При наклонном падении фемтосекундного импульса релятивистской интенсивности наблюдается также направленная эмиссия быстрых электронов вдоль направления отражения импульса. При нормальном падении жестко сфокусированного (диаметр пучка в перетяжке менее 8 длин волн света) лазерного излучения релятивистской интенсивности на поверхность закритической плазмы максимальная энергия быстрых электронов увеличивается с уменьшением диаметра пучка, что обусловлено наличием продольной составляющей электрического поля в пучке.

При нормальном падении лазерного импульса релятивистской интенсивности доминирующим механизмом генерации быстрых электронов в плотной плазме в условиях пониженной средней плотности является резонансное возбуждение электронных плазменных волн на частотах близких к удвоенной частоте поля, т.е. в области плазмы с плотностью около 4nc. Резонанс поглощения энергии падающего излучения при этом довольно широк.

Например, при интенсивности лазерного импульса I = 4 1017 Вт/см2 ширина резонанса по полувысоте составляет около пяти критических плотностей. С увеличением интенсивности резонансная кривая уширяется и сдвигается в область более высоких плотностей плазмы.

4. Показано, что при взаимодействии сверхкороткого релятивистского лазерного импульса с тонкой (по сравнению с длиной волны света) свободновисящей пленкой возможна эффективная генерация одиночных аттосекундных рентгеновских импульсов как в плосковолновой геометрии, так и в режиме жесткой фокусировки лазерного излучения.

Быстрые непериодичные движения частиц тонкого плазменного слоя в течение взаимодействия с предельно коротким ультрарелятивистским лазерным импульсом приводят к формированию широкого, частично сплошного спектра когерентного излучения.

Выделение ограниченных участков в спектрах как отраженного, так и прошедшего сквозь слой света с помощью полосового фильтра позволяет получать интенсивные одиночные электромагнитные импульсы аттосекундной длительности (вплоть до нескольких аттосекунд). На оси времени одиночный АИ строго привязан к узлу отраженного (или прошедшего) поля, ближайшему к моменту разрушения пленки. Интенсивность одиночных АИ достигает 1% интенсивности возбуждающего света. При жесткой фокусировке лазерного пучка расходимость АИ, выделенного с помощью фильтрации, определяется ширинами пространственных распределений модулей спектральных амплитуд на частотах внутри окна фильтрации (то есть размером пятна, в котором генерируются высокие частоты), а не распределениями фаз высоких гармоник.

СПИСОК ПЕЧАТНЫХ РАБОТ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ 1. Ю.М. Михайлова, В.Т. Платоненко, А.Б. Савельев, Влияние наномасштабных неоднородностей на эффективность нагрева приповерхностной плазмы фемтосекундными лазерными импульсами, Квантовая электроника, 2005, том 35, №1, с. 38-2. Ю.М. Михайлова, В.Т. Платоненко, С.Г. Рыкованов, Генерация аттосекундного рентгеновского импульса при воздействии сверхкоротким ультрарелятивистским лазерным импульсом на тонкую пленку, Письма в ЖЭТФ, 2005, том 81, вып. 11, с. 703-3. J.M. Mikhailova, V.T. Platonenko, Efficient Generation of Attosecond X-Ray Radiation under Interaction of Ultrarelativistic Few-Cycle Laser Pulse with a Thin Foil, AIP Conference Proceedings, Vol. 827. Melville, NY: American Institute of Physics, 2006., p.429-4. Yu.M. Mikhailova, V.T. Platonenko, Langmuir Oscillations and Collisionless Absorption of Intense Light in Overdense Plasma, Fourth Italian-Russian Laser Symposium Technical Digest, St. Petersburg, July 8 - 12, 2001, Tu-S10-5, pp. 150-5. Ю.М. Михайлова, В.Т. Платоненко, Ленгмюровские волны и бесстолкновительное поглощение релятивистского лазерного импульса в закритической плазме, международная конференция молодых ученых и специалистов «Оптика-2001» (СанктПетербург, Россия, 2001), Сборник тезисов конференции, с. 6. Yu.M. Mikhailova, V.T. Platonenko, Plasmas with nanoscale inhomogeneities heated by highintensity femtosecond laser pulses, Proceedings of the 12th International Laser Physics Workshop, Hamburg, August 25 - 29, 2003, p. 7. Yu.M. Mikhailova, V.T. Platonenko, Particle-in-cell simulations of femtosecond pulse – nanoscale inhomogeneous plasma interactions, Topical Problems of Nonlinear Wave Physics, Nizhny Novgorod, September 6 - 12, 2003, p. 8. Yu.M. Mikhailova, V.T. Platonenko, Plasma heating with femtosecond laser pulses enhanced by nanoscale inhomogeneities, Fifth Italian-Russian Laser Symposium, Technical Digest, Moscow, October, 2003, Fr-S7-2, p.9. Yu.M. Mikhailova, V.T. Platonenko, Fast electrons in dense plasmas exposed to femtosecond pulses of relativistic intensities, Proceedings of the 13th International Laser Physics Workshop, Trieste, July 12 - 16, 2004, p. 10.Ю.М. Михайлова, В.Т. Платоненко, С.Г. Рыкованов, Одиночный аттосекундный рентгеновский импульс при взаимодействии ультракоротких релятивистских лазерных импульсов с твердотельной мишенью, Тезисы докладов XXXII Звенигородской конференции по физике плазмы и УТС, Звенигород, 2005, с. 11.Yu.M. Mikhailova, V.T. Platonenko, S.G. Rykovanov, Single attosecond X-Ray pulses from solid target irradiated by relativistic-intensity few-cycle laser pulse, Proceedings of the ICONO/LAT 2005, May 11-15, St. Petersburg 12.Yu.M. Mikhailova, V.T. Platonenko, Spatial distributions of hot electrons produced in nearsurface overdense plasmas by femtosecond laser pulses of moderate intensities, Proceedings of the ICONO/LAT 2005, May 11-15, St. Petersburg, IWJ13.Yu.M. Mikhailova, V.T. Platonenko, Attosecond X-Ray pulse generation in the interaction of few-cycle ultrarelativistic laser pulse with a thin film, Proceedings of the 14th International Laser Physics Workshop, Kyoto, July 4 - 8, 14.Yu.M. Mikhailova, V.T. Platonenko, High-contrast attosecond X-ray pulse generation in the interaction of few-cycle ultrarelativistic laser pulse with a thin film, Topical Problems of Nonlinear Wave Physics, Book of abstracts, Nizhny Novgorod, August 2 - 9, 15.Yu.M. Mikhailova, V.T. Platonenko, Tight focusing effect on the generation of fast electrons and attosecond pulses in the few-cycle laser-foil interaction, Proceedings of the 15th International Laser Physics Workshop, Lausanne, July 24 - 28, 2006, p.

Pages:     | 1 | 2 ||






© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»