Geum.ru

В. С. Растунков, В. П. Крайнов Московский физико-технический институт (государственный университет)

Вид материалаДокументы
Подобный материал:

XXXIII Международная (Звенигородская) конференция по физике плазмы и УТС, 13 – 17 февраля 2006 г.

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


В.С. Растунков, В.П. Крайнов

Московский физико-технический институт (государственный университет),
e-mail: rastunkovvs@mail.ru

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).

Литература
  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).