Те исследуется угловое распределение и энергетический спектр электронов при облучении тонких пленок наклонными лазерными импульсами релятивистской интенсивности

Вид материала

Исследование

Подобный материал:

• Электропроводность тонких пленок ni и сплавов ni-Cu в слабых магнитных полях в интервале, 253.63kb.
• Свойства млэ пленок нитрида алюминия, 10.62kb.
• 0 Распределение "свободных" электронов по энергиям, 497.38kb.
• Электрофизические свойства пленок, 660.53kb.
• Моделирование индентирования тонких пленок методом молекулярной динамики, 11.27kb.
• Иванов В. А.,Викторов И. А.,Гременок В. Ф.,Зарецкая, 17.52kb.
• «Обзор методов получения пленок и их свойств», 131.51kb.
• Методы аттестации и сертификации наноматериалов, 83.69kb.
• Газочувствительные свойства тонких пленок металлокомплексов этиопорфирина-ii, 274.65kb.
• Моделирование деформации тонких пленок методом молекулярной динамики, 31.47kb.

В.С. Растунков, В.П. Крайнов

Московский физико-технический институт (государственный университет)


РЕЛЯТИВИСТСКИЙ НАГРЕВ ЭЛЕКТРОНОВ
ПРИ ВЗАИМОДЕЙСТВИИ СВЕРХСИЛЬНОГО ФЕМТОСЕКУНДНОГО ЛАЗЕРНОГО ИМПУЛЬСА
С ТОНКИМИ ПЛЕНКАМИ


В работе исследуется угловое распределение и энергетический спектр электронов при облучении тонких пленок наклонными лазерными импульсами релятивистской интенсивности. В качестве основного механизма рассматривается вакуумный нагрев электронов у поверхности пленки под действием суперпозиции падающего и отраженного лазерного излучения.


Получение ионных пучков с энергиями более 1 МэВ при облучении тонких металлических пленок [1] сверхсильными ультракороткими лазерными импульсами (~ 1 – 6 × 10¹⁹ Вт/см²) открыло широкие возможности для применений. Нагрев ионов до высоких энергий происходит благодаря быстрым электронам. На поверхности фольги, не облучаемой лазером, электроны формируют плотную оболочку. Возникающее электрическое поле ионизует атомы и ускоряет ионы. Второй механизм, обеспечивающий ускорение ионов, связан с электронами с внешней стороны пленки. При этом, ионы ускоряются в направлении пленки и проникают сквозь нее. При максимальной интенсивности в фокусе равной 4 × 10²⁰ Вт/см² [2] ионный пучок позади пленки имеет широкое распределение с энергиями до 50 МэВ.

Когда лазерный импульс действует на границу раздела, электроны быстро выталкиваются из области плотной плазмы под действием магнитной части силы Лоренца. Суперпозиция падающей и отраженной волн дает стоячую волну. В отличие от циркулярной поляризации, при линейной поляризации нагрев до мегаэлектронвольт происходит более эффективно [3]. Заметим, что горячие электроны образуются не только в области плотной плазмы, но и в разреженной плазме.

В данной работе были получены энергетические спектры электронов при различных интенсивностях внешнего излучения, а также угловые распределения. Теория основана на релятивистском обобщении механизма Брюнеля вакуумного нагрева [4]. Также проанализировано влияние начальных данных (например, угла падения лазерного импульса, начальной фазы), характерные траектории электронов до возвращения в область плотной плазмы.

Работа выполнена при поддержке РФФИ № 04-02-16499 и НОЦ (проект № МО-011-0).


Список литературы

1. J. Fuchs et al., Phys. Rev. Lett. 94, 045004 (2005).
   
2. P. McKenna et al., Phys. Rev. Lett. 94, 084801 (2005).
   
3. A. Macchi et al., Phys. Rev. Lett. 94, 165003 (2005).
   
4. F. Brunel, Phys. Rev. Lett. 59, 52 (1987).