Генерация горячих электронов при воздействии на конденсированную мишень фемтосекундным лазерным излучением субрелятивистской интенсивности тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.21 ВАК РФ

На правах рукописи

БОЛЬШАКОВ ВИКТОР ВИКТОРОВИЧ

ГЕНЕРАЦИЯ ГОРЯЧИХ ЭЛЕКТРОНОВ ПРИ ВОЗДЕЙСТВИИ НА КОНДЕНСИРОВАННУЮ МИШЕНЬ ФЕМТОСЕКУНДНЫМ ЛАЗЕРНЫМ ИЗЛУЧЕНИЕМ СУБРЕЛЯТИВИСТСКОЙ ИНТЕНСИВНОСТИ

Специальность 01.04.21 -лазерная физика

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соиска кандидата физико-ма

иио4Ь4С14

Москва-2008 ^

003454014

Работа выполнена в Международном учебно-научном лазерном центре и на кафедре общей физики и волновых процессов физического факультета Московского государственного университета имени М.В.Ломоносова

Научный руководитель: доктор физико-математических наук, доцент Савельев-Трофимов Андрей Борисович

Официальные оппоненты:

доктор физико-математических наук, профессор Шиканов Андрей Сергеевич

Ведущая организация:

Институт спектроскопии РАН

Защита состоится "18" декабря 2008 года в 16® на заседании диссертационного совета Д 501.001.31 при Московском государственном университете имени М.ВЛомоносова по адресу: 119991, ГСП-1, Москва, Ленинские горы, МГУ, д.1, стр.62, корпус нелинейной оптики, аудитория имени С.А.Ахманова.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке физического факультета МГУ имени М.В.Ломоносова.

доктор физико-математических наук, профессор Тимошенко Виктор Юрьевич

Автореферат разослан " 7i" ноября 20

Ученый секретарь

диссертационного совета Д 501.001.31 кандидат физико-математических наук

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы

В современной физике сверхсилышх световых полей одним из основных источников излучения являются фемтосекундные лазерные системы на кристалле ТиБаррЫге. Мощности таких систем в настоящее время уже практически вышли на рубеж в 1 ПВт при длительности лазерного импульса в десятки фемтосекунд. При фокусировке такого мощного излучения на поверхность мишени получена пиковая интенсивность свыше 1022 Вт/см2. При этом на целом ряде лазерных систем по всему миру достигнуты релятивистские интенсивности (1,4><1018 Вт/см2-мкм2) и уже получены уникальные результаты по ускорению электронов и ионов, ядерным процессам и др.

Такие лазерные системы обычно имеют пиковую мощность в десятки тераватг при длительности лазерного импульса в 30-100 фс. Параметр качества излучения (М2~2) ограничивает предельный диаметр пятна фокусировки лазерного излучения величиной около 4 мкм. С помощью адаптивной оптики удается сфокусировать лазерное излучение в пятно с диаметром около 1 мкм. При этом для достижения релятивистских ингенсивностей требуются значительно меньшие энергии лазерного излучения и, следовательно, меньшие пиковые мощности, достижимые с использованием коммерчески доступных фемтосекундных лазерных систем. Применение адаптивных оптических систем является достаточно технически сложной и дорогостоящей задачей, в связи с чем получение релятивистской интенсивности лазерного излучения на установках мощностью менее 1 ТВт без применения таких систем имеет важное практическое значение.

При взаимодействии мощного лазерного излучения с веществом на поверхности мишени образуется плазма с уникальными характеристиками, которую принято называть фемтосекувдной лазерной плазмой. Помимо тепловых электронов, разгоняющихся за счет классических столкновительных механизмов, в такой плазме образуется горячий электронный компонент. Уже при субрелятивистских интенсивностях горячий электронный компонент может содержать до 10 % от поглощенной энергии греющего лазерного излучения. Именно этот электронный компонент представляет наибольший интерес для исследователей, поскольку он ответственен за генерацию жесткого рентгеновского излучения, появление быстрых высокозаряженных ионов и протонов и др. Область субрелятивистских интенсивностей, в которой возможно участие как нерелятивистских, так и релятивистских механизмов ускорения электронов является мало изученной.

С ростом интенсивности лазерного излучения особую роль начинает играть его контраст на наносскундных и пикосекундных масштабах времени

Интенсивность предымпульса становится столь высокой, что превышает порог плазмообразования на поверхности мишени (~10и-1013 Вт/см2 в зависимости от материала мишени). При этом взаимодействие основного импульса протекает не на резкой границе плазма-вакуум, а на размытой границе поверхности мишени. В зависимости от интенсивности предымпульса реализуются различные состояния мишени на момент прихода основного импульса и, как следствие, различные механизмы генерации горячих электронов.

Особый интерес представляет влияние направления линейной поляризации лазерного излучения на процесс формирования горячего электронного компонента при субрелятивистских интенсивностях лазерного излучения. Связано это с тем, что при умеренных интенсивностях роль направления линейной поляризации велика в то время как при релятивистских интенсивностях направление поляризации не оказывает существенного влияния на генерацию горячих электронов При этом влияние направления поляризации лазерного излучения в диапазоне субрелятивистских интенсивностей мало исследовано.

Лазерная плазма является источником характеристического рентгеновского излучения. Наиболее яркой компонентой данного излучения является Ксс-линия. Изучению вопроса генерации Ка-линии посвящено множество работ. В рамках данных работ разработана теория использования лазерной плазмы в качестве эффективного источника Ка-излучения. При этом в характеристическом спектре рентгеновского излучения плазмы присутствует целый набор Ка-линий, отстоящих друг от друга на величины от единиц до десятков электронвольт и соответствующих излучению ионов с различным зарядом . Вопрос об оптимизации конверсии энергии лазерного импульса в энергию Ка-линии иона с выбранной кратностью ионизации до сих пор не был решен.

Целями настоящей работы являлись:

1. Создание экспериментальной установки "вакуумный компрессор-камера взаимодействия с внеосевым параболическим зеркалом" для проведения экспериментов с использованием излучения фемтосекундного лазерного комплекса на сапфире с титаном субтераваттной пиковой мощности и получение интенсивности лазерного излучения на мишени близкой к релятивистскому порогу.

2. Экспериментальное исследование влияния временной структуры и направления линейной поляризации фемтосекундного лазерного излучения с интенсивностью 1016 - 1018 Вт/см2 на формирование горячих электронов при его взаимодействии с конденсированными мишенями.

3. Обоснование возможности управления спектральным составом линейчатого излучения плазмы при воздействии на мишень двумя последовательными фемтосекундными лазерными импульсами.

Научная новизна

1. Обнаружено, что при увеличении интенсивности лазерного излучения от ~1016 до 10'7 Вт/см2 средняя энергия горячих электронов сравнивается для б- и р- поляризаций воздействующего лазерного излучения. Данный эффект наблюдается как для прозрачных (кварцевое стекло), так и для поглощающих (кремний) мишеней и не зависит от амплитуды предымпульса, опережающего основной импульс на 13 не.

2. Выявлено разнонаправленное влияние амплитуды предымпульса, опережающего основной импульс на 13 не, на среднюю энергию горячих электронов при интенсивности основного лазерного импульса в 1017 Вт/см2: увеличение амплитуды предымпульса уменьшает среднюю энергию горячих электронов для поглощающей мишени (кремний) и увеличивает для прозрачной мишени (кварцевое стекло).

3. Обнаружен эффект увеличения средней энергии горячих электронов от 140 до 300 юВ при увеличении относительной амплитуды предымпульса, опережающего основной импульс на 13 нс, с 2.5х10"7 до 2х10'3 при интенсивности воздействующего излучения ~1018 Вт/см2.

4. Расчетным путем показана возможность изменения энергии квантов наиболее яркой линии характеристического К-альфа излучения ионов фемтосекундной лазерной плазмы на десятки электронвольт за счет использования предымпульса лазерного излучения и варьирования интенсивности основного импульса и предымпульса, а также задержки между этими импульсами.

Научная и практическая значимость

В диссертационной работе экспериментально продемонстрировано, что при использовании лазерной системы на кристалле Тг.БаррЫгс с пиковой мощностью 0,2 ТВт и параметром М5=1.8 возможно получение на поверхности конденсированной мишени интенсивности порядка 1018 Вт/см2 без использования корректоров волнового фронта. Разработана схема вакуумного компрессора, сочлененного с камерой взаимодействия, обеспечивающая стабилизацию пространственно-углового положения оптической схемы жесткой фокусировки излучения внеосевым параболическим зеркалом.

В работе также показана возможность эффективного увеличения энергии релятивистских электронов при воздействии на мишень последовательностью двух фемтосек\ндных лазерных импульсов с ланосекундной задержкой.

Расширена возможность применения двухдетекторной методики оценки средней энергии горячего электронного компонента в энергетический диапазон свыше 0,1 МэВ.

В целом подходы и методики, развитые в диссертационной работе, могут использоваться для создания различных источников плазменных излучений и частиц с высокой частотой повторения импульсов.

Защищаемые положения

1. Для Р- и S- поляризованных фемтосекундных лазерных излучений различие в средней энергии горячих электронов плазмы, создаваемой этими излучениями как на прозрачных (кварцевое стекло), так и на поглощающих (кремний) мишенях, становится малым при увеличении интенсивности до 1017 Вт/см2.

2. При воздействии на конденсированную мишень фемтосекундного лазерного излучения с интенсивностью порядка 1018 Вт/см2 средняя энергия горячих электронов существенно возрастает в случае, когда основному импульсу предшествует предымпульс, опережающий основной импульс на несколько наносекунд и имеющий относительную амплитуду свыше 2x10'3.

3. При воздействии на мишень парой фемтосекундных импульсов изменением времени задержки между этими импульсами и их интенсивностей может быть обеспечено преимущественное свечение К-альфа линии излучения иона с определенным зарядом.

Апробация работы и публикации

Основные результаты исследований, представленных в диссертации, докладывались автором на следующих международных научных конференциях:

12-ая Международная научная конференция студентов, аспирантов и молодых ученых «Ломоносов-2005» (Москва, Россия, 2005), 4-ая международная конференция "Фундаментальные проблемы оптики" (Санкт-Петербург, Россия, 2006), Международная конференция по когерентной и нелинейной оптике ICONO-2007 (Минск, Беларусь, 2007), 13-ая международная конференция "Оптика лазеров" (Санкт-Петербург, Россия, 2008).

Диссертант является соавтором докладов, представленных на следующих научных конференциях: 12-ая международная конференция по лазерной физике (Гамбург, Германия, 2003); Международная конференция "Сверхкороткое излучение высокой энергии и вещество" (Варенна, Италия, 2003);

13-ый международный симпозиум по лазерной физике (LPHYS'04) (Триест, Италия, 2004); Frontiers of Nonlinear Physics (Нижний Новгород, Россия, 2004); 8-ой симпозиум изомеров AFOSR (Нижний Новгород-Казань, Россия, 2006);

14-ая Международна'! кг 'ференцпя ciyucniOB, аспирантов и молоды* уче; ь .. .ч> фундаментальным наукам "Ломоносов 2007'' (Москва, Россия, 2007); 5-ый и 6-oii симпозиумы "Complex Systems of Charged Particles and their Interaction with Electromagnetic Radiation" (Москва, Россия, 2007/2008).

По теме диссертации опубликовано 2 статьи в реферируемом научном журнале, из списка ВАК России, а также 12 тезисов докладов на международных научных конференциях.

Личный вклад автора

Все изложенные в диссертационной работе оригинальные результаты получены автором, либо при его непосредственном участии. Автор внес решающий вклад в создание экспериментальной установки, разработку и реализацию экспериментальных методик получения и характеризации релятивистской интенсивности. Автором осуществлялось проведение экспериментов и обработка данных, усовершенствование численных моделей и проведение расчетов, а также интерпретация полученных результатов.

Струстура и объем диссертации

Диссертация состоит из введения, пяти глав и заключения. Работа изложена на 111 страницах, включает в себя 36 рисунков, 3 таблицы и список литературы (общее число ссылок 159).

СОДЕРЖАНИЕ ДИССЕРТАЦИИ

В первой главе диссертационной работы представлен обзор работ, связанных с взаимодействием сверхюленеивного фемтосекундного лазерного излучения с плотными мишенямн. Параграф 1.1 посвящен описанию современных фемтосекундных лазерных систем. Описан общий принцип действия СРА - систем, достигаемые параметры лазерного излучения, а также пиковые интенсивности. В параграфе 1.2 обзора детально описана формирование временной структуры фемтосекундного лазерного излучения на наносекундных и пикосекундных масштабах времени. Параграф 1.3 посвящен вопросу генерации горячего электронного компонента. Описаны механизмы, ответственные за генерацию горячих электронов при умеренных интенсивностях (~1016 Вт/см2), а также при релятивистских интенсивностях (>10ls Вт/см2). Отдельно рассмотрен мало изученный диапазон субрелятивистских интенсивностей (~1017 Вт/см2). Параграф 1.4 обзора посвящен вопросу влияния предымпульса лазерного излучения на наносекундном и пикосекундном масштабах времени на параметры формируемой под дейс;вием лазерного излучения лазерной плазмы, в том ч;,сле .m генерацию харакгсрисги-зеслого рс»гтеноиского излучения при двухимпул гчс%: воздействии.

Во второй главе диссертационной работы проведено последовательное описание лазерной системы, установленной в Центре коллективного пользования МЛЦ МГУ, и экспериментальных методик, использованных в настоящей работе при проведении исследования взаимодействия лазерного излучения с твердотельными мишенями в диапазоне интенсивностей 1015-1018 Вт/см2. В параграфе 2.1 приведена общая схема лазерной системы на сапфире с титаном и ее ключевые характеристики. Лазерная система генерирует импульсы на частоте 10 Гц. Длительность лазерного импульса составляет 50 фс. Достигаемая пиковая мощность составляет 0,2 ТВт при энергии в импульсе 10 мДж.

В параграфе 2.2 описаны использованные в работе методики измерения пространственного качества лазерного пучка, длительности лазерного импульса, контраста на нано- и пикосекундных масштабах времени. Так, контраст в наносекувдном временном интервале определяется импульсом с временной отстройкой 13 нс и относительной амплитудой 2,5* К)"7, а на пикосекундном интервале - рядом импульсов, максимальный по амплитуде из которых отстоит от основного импульса на 7 пс и имеет относительную амплитуду 5*10"4. Уровень усиленной спонтанной люминесценции не превышает 10"7 на наносекундном и 10"5 на пикосекундном масштабах времени. Параметр качества излучения М2=1,8±0,3.

В параграфе 2.3 проведено описание созданной в рамках данной работы вакуумной системы, включающей в себя компрессор лазерного излучения, а также вакуумную камеру взаимодействия с дифференциальной откачкой. Схема данной вакуумной системы представлена на рисунке 1.

фемтосекундного излучения лазерной установки на основе кристалла Т1:8а. (1-камера компрессора, 2-промежуточная камера, 3-камера взаимодействия, 4-дифференциальная откачка, 5-шибер, 6-внеосевое параболическое зеркало, 7-мишенъ, 8,9 — детекторы ФЭУ, 10-спектрометр, 11-дифракционные решетки, 12-зеркало, 13-промежуточное зеркало)

Чирпированный усиленный лазерный импульс попадает в камеру компрессора 1. В компрессоре осуществляется сжатие импульса до длительности ~50 фс. Далее излучение попадает в промежуточную камеру 2. При помощи поворотного зеркала 13 имеется возможность вывода лазерного излучения из вакуумной системы. Часть

выведенного излучения используется для оценки длительности импульса при помощи автокоррелятора второго порядка. Из промежуточной камеры излучение попадает в камеру 3, в которой осуществляется взаимодействие лазерного излучения с мишенью 7 при фокусировке внеосевым параболическим зеркалом 6. Угол падения излучения на мишень - 45°.

В параграфах 2.4 и 2.5 описаны методики оценки средней энергии горячего электронного компонента (двухдетекторная методика, оценка величины средней энергии по выходу рентгеновского излучения в различные спектральные диапазоны, оценка средней энергии горячих электронов в диапазоне 0,05 - 1 МэВ в одноквантовом режиме), используемые в проводимых экспериментах. Также описаны методики фокусировки лазерного излучения на поверхность твердотельной мишени при использовании безаберрационного объектива и внеосевого параболического зеркала и проведены оценки диаметров получаемых фокальных пятен. Изображение пятна фокусировки, полученного при использовании внеосевого параболического зеркала, представлено на рисунке 2.

О 200 «XI 600 800 1000120014001600 Х,ш

(б)

Рис. 2 Увеличенное изображение пятна фокусировки на мишени (а) и распределение интенсивности в поперечном сечении этого изображения (б)

Оценка диаметра Д- пятна фокусировки дает значение:

о,-

/

•Д «3,5+0,Ьшш

где /т;ггог - фокусное расстояние зеркала, Д - диаметр изображения фокального пятна. При энергии, содержащейся в одиночном лазерном импульсе в /=10 мДж, длительности лазерного импульса г=50 фс оценка на величину пиковой интенсивности лазерного излучения дает:

1 = Я-у-

4-7

п-сР -т

*1018 Вт/см2.

с учетом оценки количества энергии в пятне фокусировки (у=0,5б), а также коэффициента отражения применяемого алюминиевого внеосевого параболического зеркала Л=0,8.

В параграфе 2.6 представлены результаты экспериментов по оценке пиковой интенсивности лазерного излучения путем измерения характеристического спектра рентгеновского излучения лазерной плазмы, а также оценки средней энергии горячего электронного компонента (Ер=140 кэВ, рис. 3). В нашем случае оценка наинтенсивность лазерного излучения, исходя из формулы для пондеромоторного потенциала

Ер = тес2 (д/1 + аЦ - 1), дает значение пиковой интенсивности ~1018 Вт/см2.

Третья глава диссертационной работы посвящена исследованию влияния линейной поляризации и наносекундного предымпульса лазерного излучения на его взаимодействие с твердотельными мишенями при субрелятивистских интенсивностях. В параграфах 3.3.1 и 3.3.2 представлены результаты исследования влияния предымпульса на наносекундном масштабе времени и направления линейной поляризации лазерного излучения на эффективность генерации жесткого рентгеновского излучения лазерной плазмы и среднюю энергию ее горячих электронов. На протяжении всех экспериментов энергия в импульсе составляла 2 мДж. Наносекундный контраст лазерного излучения принудительно изменялся во время эксперимента в диапазоне 2,5*10"2 - 2,5><10"7. Угол падения лазерного излучения на мишень составлял 45°.

Показано, что при интенсивности порядка 2х 1017 Вт/см2 средняя энергия горячих электронов слабо зависит от направления линейной поляризации лазерного излучения и величины наносекундного контраста при частоте следования лазерных импульсов 1 и 10Гц для обоих типов мишеней (рис.4). Зависимость средней энергии горячей электронной компоненты от направления линейной поляризации лазерного излучения проявляется при интенсивностях ниже 5*101<; Вт/см2 для обоих типов мишеней.

В параграфе 3.3.3 представлены зависимости средней энергии горячих электронов от интенсивности лазерного излучения в диапазоне 1015-1017 Вт/см2, а также от величины наносекундного предымпульса в диапазоне 2,5 х 10"2—2,5 х 10"7.

Рис. 3 Гистограмма распределения рентгеновских квантов по энергии в диапазоне 0,05-0,46 МэВ.

Эксперименты выполнены на непрозрачной и прозрачной мишенях (кремний и кварцевое стекло) с близкой атомной массой.

3 ffiHipecr2,5c1(f . Рюцяшур. < Srcripeajfi

(а)

12 14 16

18

(6)

10

12 14 16 18

Урда^ъэери", ieß

20

Рис. 4 Выход рентгеновского излучения в различные спектральные диапазоны и оценка средней энергии горячей электронной компоненты для мишеней Si и SiC>2 при значении наносекундного контраста лазерного излучения Iff2 и 2,5x10''для Р- и S- поляризации.

В диапазоне интенсивностей 10,5-1016 Вт/см2 при Р-поляризованном лазерном излучении с наносекундным контрастом 2,5x10"7 зависимость средней энергии Е горячих электронов от интенсивности I лазерного излучения разумно соответствует режиму резонансного поглощения и связано с созданием холодной предплазмы пикосекундным предымпульсом. При дальнейшем росте интенсивности до 1017 Вт/см2 данная зависимость изменяется для обоих мишеней (рис. 5), что может быть связано с возрастанием роли предымпульса, интенсивность которого становится существенно выше порога пробоя как для прозрачной мишени (кварцевое стекло) так и для поглощающей мишени (кремния). На это также указывает тот факт, что величина интенсивности, при которой наступает «перелом» в зависимости средней энергии от интенсивности несколько меньше для поглощающей мишени, чем для прозрачной.

• Рпэттиза!« . SrrmKäa^t!

3 далрастЯМО7/^-;

-0.34Ю.02

10 100

14дао»саьх1С)15, Вtfa/f

Рис.5 Средняя энергия горячих электронов в зависимости от интенсивности лазерного излучения для мишеней Si (а) и S1O2 (б)

■ . Рготрий+я * SnyrpcaL^R

- sqKHipEcr^Sticr7

10 100

И-иет&саъ xlO15, Brfo^

3 параграфе 3.3.4 изучается зависимость средней энергии от величины наносекукдного контраста Р-поляризованного излучения при интенсивности Ю'7Вт/см2.

11 1 1 ! , |

* ! 1 • 1 1 ' н ! 1

1 1 мшаьЗ]

1 , • Ргсгс^изауя]

1 • вгтреац«]

..............- - И "

. 1 !

| ниш* 90, [

• Р поляризации

« вполяркза^« |

10'7 10* 10"5 10^ 1СГ Ю'! 10'1 КГ7 10* Ю"5 10й 10л 10г 1С"1

(а) Накхзекущьйммрасг Нанэоакузд-ьйкмрад

Рис. 6 Зависимость средней энергии горячих электронов от наносекундного контраста лазерного излучения для мишеней Я (а) и Зг'О? (б) при интенсивности 2x10'' Вт/см2

Как видно из графиков, средняя энергия горячих электронов в случае мишени из кварцевого стекла, слабо зависит от наносекундного контраста лазерного излучения. При этом значения средней энергии горячих электронов для кварцевого стекла практически совпадают с этими же значениями для кремния при высоком контрасте лазерного излучения. В свою очередь, с понижением контраста, средняя энергия горячих электронов для кремния падает. Совпадения средней энергии горячих электронов для кремния и кварцевого стекла при высоком контрасте лазерного излучения определяют одинаковость механизмов формирования горячего электронного компонента.

В четвертой главе диссертационной работы представлены результаты экспериментов по взаимодействию лазерного излучения релятивистской интенсивности (~1018 Вт/см2) с твердотельной мишенью вольфрама. В параграфах 4.2 и 4.3 показано, что при воздействии на плотную мишень такого излучения с контрастом по энергии ~10"2, происходит существенное возрастание средней энергии ускоряемых электронов по сравнению со случаем высокого ~10"6 контраста. Кроме того, представлены экспериментальные зависимости средней энергии горячих электронов в диапазоне 0,1-1 МэВ от величины интенсивности лазерного излучения в диапазоне 10|7-1018 Вт/см2 при различных значениях наносекундного контраста лазерного излучения (рис. 7).

Был обнаружен эффект двукратного увеличения средней энергии горячих электронов при ухудшении наносекундного контраста лазерного излучения от 2,5*10"7 до 2х10"3 и интенсивности основного импульса порядка 10'8 Вт/см2. Наблюдаемое существенное увеличение средней (и максимальной) энергии электронов может быть связано как с релятивистской самофокусировкой излучения,

так и с лазерно-плазменным ускорением электронов в протяженной разлетающейся плазме, создаваемой предымпульсом.

350

300

ш 250

й 200

р 150

о.

100

Г)

£0

Энергия лазерного и^етуетьс^Дж

о 2Е-3 . 2.5Е-7

I

(а)

2 4 6 8 10 12 14

Интенсивность, хЮ" ВтУсм2

16

10* 10* КГ1 ИГ" 10Г2 Наносекунс^ьй контраст

Рис. 7 Зависимости средней энергии электронов: а) от интенсивности лазерного

излучения (сплошная линия - аппроксимация полученной зависимости средней энергии горячих электронов) при контрасте лазерного излучения 2,5x10', и (б) от контраста при интенсивности лазерного излучения 1018 Вт/см2.

Увеличение средней энергии горячих электронов может быть связано с релятивистской самофокусировкой или возбуждением продольных волн электронной плотности (лазерно-плазменным ускорением электронов).

Релятивистская самофокусировка лазерного излучения в плазме с докритической плотностью происходит при условии, что мощность излучения Р\ превышает критическую мощность самофокусировки Ра:

Р„= 17—ГВт.

пе

Максимальная пиковая мощность излучения в нашем эксперименте составляет 3x10й Вт и существенно превышает критическую. В случае большой амплитуды предымпульса пространственный масштаб градиента плазмы 1-100-200 мкм оказывается сравнимым с длиной перетяжки лазерного пучка (около 100 мкм). Диаметр лазерного пучка, формирующегося при релятивистской самофокусировке 4г определяется плотностью плазмы ие

¿5/ =

. м к

Оценки показывают, что на расстоянии в -101 от мишени диаметр сфокусированного пучка <1 становится порядка с!ф По мере приближения к мишени и, соответственно, увеличения плотности плазмы, диаметра пучка за счет релятивистской самофокусировки может уменьшаться и стремиться к текущему значению ¡¡¡¿пе). Минимума в 0,5 мкм величина достигает при пс~пс, а интенсивность в этих условиях может возрасти до 9><1019 Вт/см2. В случае высокого наносекундного контраста масштаб Ь определялся пикосекундным контрастом и составлял 0,1-1 мкм. Очевидно, что в этом случае релятивистская самофокусировка не успевает развиться и уменьшения диаметра пучка не происходит.

-13-

Л.ъерно-гшазменнис ускорение электронов обычно реализуется при значительно больших, чем в нашем эксперименте, энергиях лазерного излучения и шггенсивностях в 1018-10" Вт/см2. В первую очередь большая энергия в импульсе необходима для обеспечения больших длин ускорения электронов. В то же время ускоряющее поле Етт зависит именно от интенсивности лазерного излучения:

Е-тах ~ ОАЕ0а20,

где максимальное поле Я0(В/см) =0-96 п°5 (яс в см'3), а безразмерный вектор

потенциал поля есть а0 = 0.8б(/18Я2)°5. Максимальная энергия, которую может набрать электрон на половине длины перетяжки в наших условиях составляет 2,4 МэВ при энергии лазерного излучения в 15 мДж и линейно уменьшается с уменьшением энергии импульса.

В пятой главе диссертационной работы обсуждается возможность эффективной генерации в плазме излучения Ка-линии иона с определенной кратностью ионизации. В параграфе 5.2 представлены результаты расчета изменения потенциалов ионизации К-оболочки ионов алюминия и титана в зависимости от кратности ионизации (рис.8а). В параграфе 5.4 приведены результаты численного расчета динамики алюминиевой и титановой плазмы, образованных при взаимодействии фемтосекундного лазерного излучения умеренной ишенсивности с конденсированными мишенями, на основе которого определены моменты образования максимального числа ионов с заданной кратностью ионизации (рис.8б).

40 35

за

ъ »

*8 }»

10

5

¡"и. и ч»«

1=4*10" Вт/см'

р> 1

•ОД 0,3 0,8 и (б) <,лс

М У V

Рис. 8 Энергия Калинии ионов титана в зависимости от кратности ионизации (а)

и временная зависимость количества ионов алюминия N с зарядом 7,5<1<8,5 в лазерной плазме (Е=1 мДж, 1=4*101> Вт/см2, г=200фс) (б). Момент времени соответствует максимуму интенсивности лазерного излучения

На основе проведенного расчета в параграфе 5.5 предложена двухимпульсная методика эффективной генерации Ка-излучения ионов с заданной кратностью ионизации. Для плазмы алюминия максимальное свечение Ка-линии иона А1+0

может быть достигнуто путем воздействия на алюминиевую мишень парой импульсов длительностью менее 100 фс каждый с взаимной задержкой в 1 пс, имеющих гаггенсивности в 1016 Вт/см2 и 1017 Вт/см2. Также показано, что при интенсивности первого импульса 5х1016 Вт/см2 и увеличении времени задержки между импульсами от 100 фс до 200 фс возможно осуществление перехода от максимального свечения иона титана Т|+15 к иону ТГ16, Ка-линия которых отстоит одна от другой на величину ~10эВ Длительность обоих импульсов должна быть порядка 100 фс, а интенсивность второго импульса должна быть свыше 1017 Вт/см2.

В заключении к диссертации приводятся основные результаты работы.

Заключение

В настоящей работе проведена всесторонняя характеризация новой фемтосекундной лазерной системы на сапфире с титаном, установленной в МЛЦ МГУ им. М.В. Ломоносова. Лазерная система дополнена вакуумным компрессором, состыкованным с камерой взаимодействия. В разработанной камере взаимодействия установлены новый мишенный узел и опто-механическая система прецизионной юстировки внеосевого параболического зеркала для жесткой фокусировки фемтосекундного лазерного излучения на плоскую твердотельную мишень. С использованием развитых методик юстировки проведены эксперименты по взаимодействию фемтосекундного лазерного излучения с пиковой мощностью до 0,2 ТВт и интенсивностью от Ю13 до 1018 Вт/см2 с плоскими твердотельными мишенями.

По результатам, представленным в диссертационной работе, можно сделать следующие выводы'

1. Фемтосекундная лазерная система на основе кристалла Тг.Ба имеет длительность лазерного импульса 50±5 фс. При его энергии в 10 мДж выходная пиковая мощность составляет 0,2 ТВт. Контраст в наносекундном временном интервале определяется импульсом с временной отстройкой 13 не и относительной амплитудой 2,5x10"7, а в пикосекундном интервале импульсом с цугом импульсов, максимальный из которых отстоит от основного импульса на 7 пс и имеет относительную амплитуду 5Х10"4. Уровень усиленной спонтанной люминисценщш не превышает величины 10'7 на наносекундном и 10"5 на пикосекундном масштабах времени. Параметр качества излучения М2=1,8±0,3.

2. При фокусировке лазерного пучка диаметром 1 см на поверхность твердотельной мишени с помощью внеосевого параболического зеркала с фокусным расстоянием 5 см в пятне диаметром 3,5 мкм содержится 56% энергии лазерного импульса. При энергии 10 мДж и длительности 50 фс в этом пятне достигается интенсивность лазерного излучения ~1018 Вт/см2.

3. Измерения, проведенные с использованием однокванторого режима регистрации рентгеновского излучения плазмы, созданной на поверхности вольфрамовой мишени, показали, что спектр рентгеновского излучения состоит из двух компонентов, описываемых экспоненциально спадающей функцией с различными средними энергиями. Оценка средней энергии горячих электронов (при энергии в импульсе 10 мДж и наносекундном контрасте 2,5* 10~7) показала:

а. Средняя энергия горячих электронов фемтосекундной лазерной плазмы, измеренная с использованием одноквантовой методики регистрации рентгеновского излучения сцинтилляционным детектором, составила 55±12 кэВ при аппроксимации спектра рентгеновского излучения плазмы в диапазоне энергий квантов до 0,1 МэВ.

б. При измерении с использованием доработанного в диссертации двухдетекторного метода оценки средней энергии по одной реализации (диапазон регистрации рентгеновских квантов от 5 до 100 кэВ) средняя энергия горячих электронов составила 61±9 кэВ. Таким образом, доработанная методика позволяет проводить корректную оценку данного параметра в каждом лазерном импульсе и при используемых в данной работе интенсивностях.

в. При аппроксимации спектра рентгеновского излучения плазмы в диапазоне энергий квантов 0.1-1 МэВ (измерения в режиме одноквантовой регистрации сцинтилляционным детектором) средняя энергия горячих электронов фемтосекундной лазерной плазмы составила 139±12 кэВ. Данное значение средней энергии соответствует интенсивности лазерного излучения ~1018 Вт/см2 в рамкам модели ускорения электронов пондеромоторным потенциалом, и подтверждает достижение релятивистской интенсивности в фокусном пятне при пиковой мощности 0,2 ТВт.

4. Сравнительное исследование формирования горячих электронов при интенсивностях до 1017 Вт/см2 (энергия в импульсе до 2 мДж, фокусировка безаберрационным объективом) с использованием прозрачной мишени (кварцевое стекло) и поглощающей мишени (кремний) показали:

а. При интенсивности порядка 10п Вт/см2 средняя энергия горячих электронов слабо зависит от направления линейной поляризации лазерного излучения и величины наносекундного контраста при частоте следования лазерных импульсов 1 и 10 Гц для обоих типов мишеней. Существенная разница в средней энергии горячих электронов для двух направлений линейной поляризации проявляется при интенсивностях ниже 5хЮ16 Вт/см2 для обоих типов мишеней.

б. В диапазоне интенсивностей 10|5-1016 Вт/см2 при Р-поляризованном лазерном излучении с наносекундным контрастом 2,5х 10"7 зависимость средней энергии Е горячих электронов от интенсивности / лазерного излучения описывается

-16-

Е ос (/|6 -Л* У"0'" для мишеней кремния и кварцевого стекла, что соответствует режиму резонансного поглощения. При дальнейшем росте интенсивности до 2х1017 Вт/см2 данная зависимость изменяется для обоих мишеней на

г- /, у "

в. При Б-поляризации лазерного излучения регистрируемый экспериментально выход жесткого рентгеновского излучения наблюдается при интенсивности лазерного излучения свыше З,6х1013 Вт/см2 для кремния и 1,4* 1016 Вт/см2 для кварцевого стекла В этом режиме взаимодействия зависимость средней энергии от интенсивности описывается, как Е х(/,6 40 для обеих мишеней.

5. При интенсивности лазерного излучения 1017 Вт/см2 средняя энергия горячих электронов для мишени кремния уменьшается с понижением наносекундного контраста лазерного излучения от 14,2±1,1 кэВ до 9,7+0,8 юВ при Р-поляризованном излучении. Напротив, в случае мишени из кварцевого стекла наблюдается слабый рост средней энергии горячих электронов с понижением контраста лазерного излучения.

6. Обнаружен эффект двукратного увеличения средней энергии горячих электронов при ухудшении наносекундного контраста лазерного излучения от 2,5х 10"7 до 2x10"3 и интенсивности основного импульса порядка 1018 Вт/см2. Выявлены следующие важные особенности наблюдаемого эффекта:

а. Эффект является пороговым по интенсивности лазерного излучения. Он наблюдается при интенсивности

1018 Вт/см2, а с понижением интенсивности до 5х1017Вт/см2 исчезает и средние энергии, оцененные при контрасте 2хЮ"3 и 2,5x10"7, сравниваются.

б. Увеличение интенсивности основного импульса свыше 1018Вт/см2 при контрасте 2х10'3 приводит к медленному росту средней энергии горячих электронов. Так, при интенсивности лазерного излучения 1,5хЮ18 Вт/см2 средняя энергия горячих электронов составила 297+20 кэВ в диапазоне энергий 0,1-1 МэВ.

в. Эффект наблюдается при значениях наносекундного контраста лазерного излучения от 10"2 до 2хЮ"3 и с улучшением контраста до 2хЮ"5 исчезает.

7. В рамках одномерной гидродинамической модели проведено численное исследование динамики фемтосекундной лазерной плазмы, создаваемой излучением с интенсивностью порядка 1016 Вт/см2 при длительности импульса около 100 фс на поверхности мишеней алюминия и титана. Определены параметры задачи, при которых возможно получение спектрально яркой линии характеристического излучения иона плазма с определенной кратностью ионизации. Для эффективной генерации Ка-излучения предложено использовать два лазерных импульса с оптимальной временной задержкой. Получено, что:

а. Определены значения плотностей энергий и моменты времени, в которые число ионов с заданной кратностью ионизации максимально.

б. Показано, что максимальная яркость Ка-линии иона А1+9 может быть достигнута путем воздействия на алюминиевую мишень парой импульсов длительностью менее 100 фс каждый с взаимной задержкой в 1 пс, имеющих интенсивности в 1016 Вт/см2 и 1017 Вт/см2.

в. Показано, что при интенсивности первого импульса 5Х1016 Вт/см2 и увеличении времени задержки между импульсами от 100 фс до 200 фс возможно осуществление перехода от максимальной яркости свечения иона титана Ti+I5 к иону Ti+ls, Ка-линия которых отстоит одна от другой на величину ~10 эВ.

СПИСОК ОПУБЛИКОВАННЫХ РАБОТ

1. В.В.Большаков, В.М. Гордиенко, А.Б. Савельев, О.В.Чутко "Возбуждение низколежащих ядерных состояний линейчатым излучением ионов фемтосекундной лазерной плазмы"//Письма в ЖЭТФ, 79, с.80-85 (2004).

2. В.В. Большаков, А.А. Воробьев, А.Б Савельев, Р.В. Волков, Н.В. Еремин, А.А. Пасхалов "Эффективная генерация релятивистских электронов при воздействии на мишень последовательностью из двух фемтосекундных лазерных импульсов с наносекундной задержкой'У/Письма в ЖЭТФ, 88, с.415-420 (2008).

3. Р.М. Mikheev, V.V. Bolshakov, O.V. Chutko, V.M. Gordienko, , A.B. Savel'ev, R.V. Volkov "Efficient pumping of nuclear transitions by hard x-ray pulses from femtosecond laser plasma interaction'Y/Book of Absrtacts 12th International laser physics workshop, Hamburg, Germany, August 25-29, p.77 (2003).

4. A.B. Savel'ev, V.V. Bolshakov, O.V. Chutko, D.M. Golishnikov V.M. Gordienko, P.M. Mikheev, D.S. Uryupina, R.V. Volkov "Efficient hard x-ray source using femtosecond plasma at solid and lquid target"// Abstracts of Ultrashort high energy radiation and matter, Villa Monastero, Varenna, Italy, October 7-10, p.36 (2003).

5. P.M. Mikheev, V.V. Bolshakov, O.V. Chutko, V.M. Gordienko, A B. Savel'ev "Nuclear excitation by quasi-resonant X-ray line emission from femtosecond laser produced plasma'V/Book of Abstracts of 13th International Laser Physics Workshop (LPHYS'04), Trieste, Italy, July 12-16, p.64 (2004).

6. A.B. Savelev, A.V. Andreev, V.V. Bolshakov, O.V. Chutko, V.M. Gordienko "Quasi resonant x-ray pumping of a few kev nuclear levels in an expanding laser plasma'V/Abstracts of Frontiers of Nonlinear Physics, Nizhny Novgorod, Russia, July 5-12, p.123 (2004).

7. В.В. Большаков, О.В. Чутко "Генерация линейчатого рентгеновского излучения ионов фемтосекундной лазерной плазмы"// Сборник тезисов XII Международной конференции студентов, аспирантов и молодых ученых по

-18-

фундаментальным наукам "'Ломоносов 2005", Москва, 12-15 апреля, 1, р.170 (2005)

8. А В. Savel'ev, V. Bolshakov, G. Golovin, I Lachko, P. Mikheev, R.V. Volkov "Recent results on low energy nuclear excitation in femtosecond laser plasma mteraction'V/Program of 8th AFOSR Isomer Workshop , Nizhny Novgorod-Kazan, 30 June-3 July, p.86 (2006)

9. В В. Большаков, PB. Волков, В.С Князьков, А А. Воробьев, ДС. Урюшша, M В. Курилова, Надер Моршедиан, А.Б. Савельев "Генерация рентгеновского излучения и ускорение ионов излучением тераватной фемтосекундной лазерной системы на Ti Sa"//4aa международная конференция "Фундаментальные проблемы оптики" ФПО-2006, Санкт-Петербург, Россия, 16-20 октября (2006).

10. А.А Vorobiev, M.Yu Romanovsky, А.В. Savel'ev, R.V. Volkov, V.V. Bol'shakov, V.S. Knyazkov "Towards relativistic laser-plasma interaction using 0,5 TW Ti:Sa laser system"//5th Workshop "Complex Systems of Charged Particles and their Interaction with Electromagnetic Radiation", Russia, Moscow (2007).

11. B.C. Князьков, В В. Большаков, А А. Воробьев "Получение субрелятивистской интенсивности с использованием тераватгной лазерной системы на основе Ti Sa'7/Сборник тезисов XIV Международной конференции студентов, аспирантов и молодых ученых по фундаментальным наукам "Ломоносов 2007", Москва, 11-14 апреля, с.117 (2007).

12. V.V. Bolshakov, V S. Knyazkov, А В. Savel'ev, R.V. Volkov, А.А Vorobiev "Hot Plasma Production by TW Femtosecond Ti:Sa Laser Radîation"//International Conference on Coherent and Nonlinear Optics (ICONO 2007), Minsk, Belarus, I03/VI-6 (2007).

13. А.А. Vorobiev, M.Yu. Romanovsky, V.V. Bol'shakov, A.B. Savel'ev, R.V. Volkov, N.V. Eremin, A.A. Paskhalov, Ya.V. Bodrov "Laser plasma characterization at extreme intensities"//6th Workshop "Complex Systems of Charged Particles and their Interaction with Electromagnetic Radiation", Russia, Moscow (2008).

14 V.V. Bolshakov, A.B. Savel'ev, R.V. Volkov, A.A. Vorobiev, N.V. Eremin, A.A. Paskhalov, Ya.V. Bodrov "Nano-second contrast effect at femtosecond laserplasma interaction at relativistic intensities and below'V/International conference "Laser Optics 2008", St.Petersburg, Russia, WeR5-02 (2008).

Подписано в печать 12 112008 г

Печать трафаретная

Заказ № 1174 Тираж 100 экз.

Типография «11-й ФОРМАТ» ИНН 7726330900 115230, Москва, Варшавское ш, 36 (499) 788-78-56 www autoreferat ш

Введение.

Глава 1 Обзор литературы.

1.1. Фемтосекундные лазерные CPA- системы.

1.1.1. Принцип усиления чирпированного импульса.

1.1.2. Предельные и рабочие интенсивности мощного лазерного излучения.

1.2. Формирование временного контраста мощного лазерного излучения.

1.2.1. Спонтанное усиленное излучение (ASE).

1.2.2. Предымпульсы фемтосекундного лазерного излучения.ig

1.3. Генерация горячих электронов в лазерной плазме.

1.3.1. Механизмы генерации горячих электронов при умеренных интенсивностях лазерного излучения.

1.3.2. Механизмы генерации горячих электронов при релятивистских интенсивностях лазерного излучения.

1.3.3. Механизмы генерации горячих электронов при субрелятивистских интенсивностях лазерного излучения.

1.4. Особенности двухимпульсного воздействия фемтосекундного лазерного излучения на твердотельную мишень.

1.4.1. Влияние предымпульса лазерного излучения.

1.4.2. Ка - излучение лазерной плазмы.

1.4.3. Двухимпульсная методика эффективной генерации Ка - излучения.

1.4.4. Возможные применения Ка-излучения лазерной плазмы.

3.2 Экспериментальная установка. 58

3.3 Полученные результаты и их обсуждение. 60

3.3.1 Влияние направления линейной поляризации и наносекундного контраста лазерного излучения на среднюю энергию горячих

17 2 электронов при интенсивности 10 Вт/см . 60

3.3.2 Средняя энергия горячих электронов при 1Гц и 10Гц режимах воздействия на мишень. 62

3.3.3 Влияние направления линейной поляризации лазерного излучения на среднюю энергию горячих электронов в диапазоне интенсивностей

1015-1017 Вт/см2. 64

3.3.4 Зависимость средней энергии горячих электронов от наносекундного контраста лазерного излучения при интенсивности 1017 Вт/см2.69

3.4 Основные результаты главы 3.71 ч

Глава 4 Особенности двухимпульсного режима воздействия релятивистского лазерного излучения на плоскую твердотельную мишень.73

4.1. Введение.73

4.2. Особенности двухимпульсного воздействия излучения релятивистской интенсивности на твердотельную мишень.73

4.3. Обсуждение полученных результатов.78

4.4. Основные результаты главы 4.80

Глава 5 Эффективное управление смещением линейчатого рентгеновского излучения лазерной плазмы.82

5.1 Постановка задачи.82

5.2 Расчет сдвига потенциала ионизации иона в зависимости от его кратности ионизации.84

5.3 Описание программного пакета для расчета динамики плазмы.85

5.4 Расчет максимального числа ионов и Ti+15, образующихся в лазерной плазме.86

5.5 Результаты численного расчета динамики плазмы алюминия и титана.86

5.6 Основные результаты пятой главы.92

Заключение.93

Благодарности.97

Список литературы.98

Введение

Актуальность темы

В современной физике сверхсильных световых полей одним из основных исследовательских приборов являются фемтосекундные лазерные системы на кристалле Ti:Sapphire. Мощности таких систем в настоящее время уже практически вышли на рубеж в 1 ПВт при длительности лазерного импульса в десятки фемтосекунд [1]. При фокусировке такого мощного излучения на поверхность мишени возможно достижение

99 9 пиковой интенсивности свыше 10 Вт/см [2, 3]. При этом целый ряд лазерных систем по всему миру позволяет достигать релятивистских интенсивностей лазерного излучения 18 2 2

1,4x10 Вт/см -мкм ). В этом режиме взаимодействия лазерного излучения с веществом уж получены уникальные результаты по ускорению электронов и ионов, ядерным процессам и др. [4, 5, 6, 7].

Лазерные системы, позволяющие достигать релятивистских интенсивностей, обычно имеют следующие параметры. Энергия в одиночном импульсе составляет от сотен милиджоулей и выше, а диаметр пятна фокусировки на поверхности мишени порядка десятков микрометров при длительности лазерного импульса в десятки фемтосекунд [8, 9]. Такие системы обеспечивают характерную мощность лазерного излучения порядка десятков тераватт. Параметр качества излучения в подобных системах М ~2, что ограничивает предельный диаметр пятна фокусировки лазерного излучения величиной около 4 мкм на длине волны 800 нм [10]. В случае применения методов адаптивной оптики для коррекции волнового фронта пучка, удается сфокусировать лазерное излучение в пятно с диаметром около 1 мкм. Такой режим взаимодействия носит название лямбда-куб режим. При этом, непосредственно для достижения релятивистских интенсивностей, требуются значительно меньшие энергии лазерного излучения и, следовательно, меньшие мощности. Поэтому, демонстрация возможности достижения релятивистской интенсивности лазерного излучения на установках мощностью менее 1 ТВт имеет важное практическое значение.

В области, исследующей взаимодействие лазерного излучения с веществом, существенный интерес для фундаментальных исследований и практических применений

Л С 'У 1 о "У представляет субрелятивистский диапазон интенсивностей от

10'° Вт/см до 10" Вт/см . С одной стороны лазерные системы, необходимые для получения таких интенсивностей, производятся серийно, поэтому относительно доступны. С другой стороны, достижение подобных интенсивностей делает возможным создание нового поколения источников излучения сверхкороткой длительности в ВУФ, рентгеновском и гамма-диапазонах спектра [4, 5, 11, 12, 13, 14].

Лазерно-плазменные источники рентгеновского и корпускулярного излучения в настоящее время активно исследуются с точки зрения возможности их применения в самых различных задачах, требующих импульсного излучения с малой длительностью и/или высокой спектральной яркостью. К таким задачам можно отнести диагностику быстропротекающих процессов рентгеновскими методами: микроскопию в области водяного окна прозрачности [15,16,17,18,19,20], дифрактометрию [21,22,23,24,25,26], рентгеновскую и ВУФ литографию [27,28,29,30,31,32,33], получение изображений в жестком рентгеновском диапазоне для медицины и материаловедения [34,35,36,37,38]; ионную имплантацию [39,40] и создание "затравочных" пучков для электронных и ионных ускорителей [41]; импульсную нейтронную диагностику [42]; быстрое инициирование ядерной реакции в плазме [43, 44, 45, 46], медицинские приложения (например, для протонной терапии раковых опухолей) [47] и т.д.

При взаимодействии мощного лазерного излучения с веществом на поверхности мишени образуется плазма с уникальными характеристиками, которую принято называть фемтосекундной лазерной плазмой. Плотность такой плазмы порядка твердотельной, а распределение электронов по скоростям носит существенно немаксвелловское распределение. Так, помимо тепловых электронов, разгоняющихся за счет классических столкновительных механизмов, в такой плазме образуется горячий электронный компонент. Его возникновение связано с дополнительными, бесстолкновительными механизмами, а энергия превышает на один два порядка энергию теплового компонента [4]. При этом при субрелятивистских интенсивностях лазерного излучения горячий электронный компонент может содержать до 10% от энергии греющего лазерного излучения [5, 48, 49]. Именно горячий электронный компонент представляет наибольший интерес для исследователей, поскольку он ответственен за генерацию жесткого рентгеновского излучения, появление быстрых высокозаряженных ионов и протонов и др. К наиболее известным из механизмов генерации горячих электронов при интенсивностях, существенно меньших релятивистской, относят: аномальный скин-эффект [50,51], резонансное поглощение [52, 53, 54, 55], а также вакуумный нагрев [4, 52, 55, 56]. С ростом интенсивности начинают проявлять себя релятивистские механизмы генерации горячих электронов. К ним относятся ускорение электронов пондеромоторным потенциалом [4], кильватерной волной [57], а также механизм [vxi?], связанный с вкладом во взаимодействие лазерного излучения с веществом магнитной составляющей силы Лоренца [58, 59]. Область субрелятивистских интенсивностей, в которой возможно участие всех вышеперечисленных механизмов, является мало изученной с точки зрения генерации горячих электронов.

С ростом интенсивности лазерного излучения особую роль начинает играть его контраст на наносекундных и пикосекундных масштабах времени. Интенсивность предымпульса становится столь высокой, что превышает порог плазмообразования на поверхности мишени (~10"-1013 Вт/см2 в зависимости от материала мишени) [60]. При этом взаимодействие основного импульса протекает не на резкой границе плазма-вакуум, а на размытой границе поверхности мишени. В зависимости от интенсивности предымпульса реализуются различные состояния мишени на момент прихода основного импульса и, как следствие, различные механизмы генерации горячих электронов. На основе проведенного в первой главе анализа литературы можно утверждать, что вопрос генерации горячих электронов, образующихся при взаимодействии фемтосекундного лазерного излучения субрелятивистской интенсивности с конденсированными мишенями, детально не изучен.

Особый интерес составляет влияние линейной поляризации лазерного излучения на процесс формирования горячего электронного компонента при субрелятивистских интенсивностях лазерного излучения. Связано это с тем, что при умеренных интенсивностях роль линейной поляризации велика [4] в то время как при релятивистских интенсивностях линейная поляризация не оказывает существенного влияния на механизмы генерации горячих электронов [61]. При этом влияние поляризации лазерного излучения в диапазоне субрелятивистских интенсивностей мало исследовано.

Лазерная плазма является источником характеристического рентгеновского излучения. Наиболее яркой компонентой данного излучения является Ка-линия. Изучению вопроса генерации Ка-линии посвящено множество работ [49, 62, 63]. В рамках данных работ разработана теория использования лазерной плазмы в качестве эффективного источника Ка-излучения. При этом в характеристическом спектре рентгеновского излучения плазмы присутствует целый набор Ка-линий, отстоящих друг от друга на величины от единиц до десятков электронвольт [49,64]. Вопрос об оптимизации конверсии энергии лазерного импульса в энергию Ка-линии иона с выбранной кратностью ионизации до сих пор не был решен.

Цели диссертационной работы

Таким образом, основными целями диссертационной работы являются:

1. Создание экспериментальной установки "вакуумный компрессор-камера взаимодействия с внеосевым параболическим зеркалом" для проведения экспериментов с использованием излучения фемтосекундного лазерного комплекса на сапфире с титаном субтераваггной пиковой мощности и получение интенсивности лазерного излучения на мишени близкой к релятивистскому порогу.

2. Экспериментальное исследование влияния временной структуры и направления линейной поляризации фемтосекундного лазерного излучения с интенсивностью 1016- 1018 Вт/см2 на формирование горячих электронов при его взаимодействии с конденсированными мишенями.

3. Обоснование возможности управления спектральным составом линейчатого излучения плазмы при воздействии на мишень двумя последовательными фемтосекундными лазерными импульсами.

Научная новизна

1. Обнаружено, что при увеличении интенсивности лазерного излучения от ~1016 до

17 7

10 Вт/см средняя энергия горячих электронов сравнивается для s- и р-поляризаций воздействующего лазерного излучения. Данный эффект наблюдается как для прозрачных (кварцевое стекло), так и для поглощающих (кремний) мишеней и не зависит от амплитуды предымпульса, опережающего основной импульс на 13 не.

2. Выявлено разнонаправленное влияние амплитуды предымпульса, опережающего основной импульс на 13 не, на среднюю энергию горячих электронов при интенсивности основного лазерного импульса в 1017 Вт/см2: увеличение амплитуды предымпульса уменьшает среднюю энергию горячих электронов для поглощающей мишени (кремний) и увеличивает для прозрачной мишени (кварцевое стекло).

3. Обнаружен эффект увеличения средней энергии горячих электронов от 140 до 300 кэВ при увеличении относительной амплитуды предымпульса, опережающего

7 1 основной импульс на 13 нс, с 2.5x10" до 2x10" при интенсивности

18 2 воздействующего излучения ~10 Вт/см .

4. Расчетным путем показана возможность изменения энергии квантов наиболее яркой линии характеристического - К-альфа излучения ионов фемтосекундной лазерной плазмы на десятки электронвольт за счет использования предымпульса лазерного излучения и варьирования интенсивности основного импульса и предымпульса, а также задержки между этими импульсами.

Практическая ценность

В диссертационной работе экспериментально продемонстрировано, что при использовании лазерной системы на кристалле Ti:Sapphire с пиковой мощностью 0,2 ТВт и параметром М2=1.8 возможно получение на поверхности конденсированной мишени

IR 9 интенсивности порядка 10 Вт/см без использования корректоров волнового фронта. Разработана схема вакуумного компрессора, сочлененного с камерой взаимодействия, обеспечивающая стабилизацию пространственно-углового положения оптической схемы жесткой фокусировки излучения внеосевым параболическим зеркалом.

Также в работе показана возможность эффективного увеличения энергии релятивистских электронов при воздействии на мишень последовательностью двух фемтосекундных лазерных импульсов с наносекундной задержкой.

Расширена возможность применения двухдетекторной методики оценки средней энергии горячего электронного компонента в энергетический диапазон свыше 0,1 МэВ.

В целом подходы и методики, развитые в диссертационной работе, могут использоваться для создания различных источников плазменных излучений и частиц с высокой частотой повторения импульсов.

Защищаемые положения

1. Для Р- и S- поляризованных фемтосекундных лазерных излучений различие в средней энергии горячих электронов плазмы, создаваемой этими излучениями как на прозрачных (кварцевое стекло), так и на поглощающих (кремний) мишенях,

17 9 становится малым при увеличении интенсивности до 10 Вт/см .

2. При воздействии на конденсированную мишень фемтосекундного лазерного

1 о п излучения с интенсивностью порядка 10 Вт/см средняя энергия горячих электронов существенно возрастает в случае, когда основному импульсу предшествует предымпульс, опережающий основной импульс на несколько наносекунд и имеющий относительную амплитуду свыше 2x10" .

3. При воздействии на мишень парой фемтосекундных импульсов изменением времени задержки между этими импульсами и их интенсивностей может быть обеспечено преимущественное свечение К-альфа линии излучения иона с определенным зарядом.

Апробация работы и публикации

Основные результаты исследований, представленных в диссертации, докладывались автором на следующих международных научных конференциях:

12-ая Международная научная конференция студентов, аспирантов и молодых ученых «Ломоносов-2005» (Москва, Россия, 2005), 4-ая международная конференция "Фундаментальные проблемы оптики" (Санкт-Петербург, Россия, 2006), Международная конференция по когерентной и нелинейной оптике ICONO-2007 (Минск, Беларусь, 2007),

13-ая международная конференция "Оптика лазеров" (Санкт-Петербург, Россия, 2008).

Также диссертант является соавтором докладов, представленных на следующих научных конференциях: 12-ая международная конференция по лазерной физике (Гамбург, Германия, 2003); Международная конференция "Сверхкороткое излучение высокой энергии и вещество" (Варенна, Италия, 2003); 13-ый международный симпозиум по лазерной физике (LPHYS'04) (Триест, Италия, 2004); Frontiers of Nonlinear Physics (Нижний Новгород, Россия, 2004); 8-ой симпозиум изомеров AFOSR (Нижний Новгород-Казань, Россия, 2006); 14-ая Международная конференция студентов, аспирантов и молодых ученых по фундаментальным наукам "Ломоносов 2007" (Москва, Россия, 2007); 5-ый и 6-ой симпозиумы "Complex Systems of Charged Particles and their Interaction with Electromagnetic Radiation" (Москва, Россия, 2007/2008).

По теме диссертации опубликовано 2 статьи в реферируемом научном журнале, из списка ВАК России, а также 12 тезисов докладов на международных научных конференциях.

Личный вклад автора

Все изложенные в диссертационной работе оригинальные результаты получены автором, либо при его непосредственном участии. Автор внес решающий вклад в создание экспериментальной установки, разработку и реализацию экспериментальных методик получения и характеризации релятивистской интенсивности. Автором осуществлялось проведение экспериментов и обработка данных, усовершенствование численных моделей и проведение расчетов, а также интерпретация полученных результатов.

Структура и объем диссертации

Диссертация состоит из введения, пяти глав и заключения. Работа изложена на 111 страницах, включает в себя 36 рисунков, 3 таблицы и список литературы (общее число ссылок 159).

5.6 Основные результаты пятой главы

Таким образом, в рамках данной главы диссертационной работы получены следующие результаты:

1. В рамках одномерной гидродинамической модели проведено численное исследование динамики фемтосекундной лазерной плазмы, создаваемой j/j л излучением с интенсивностью порядка 10 Вт/см при длительности импульса около 100 фс на поверхности мишеней алюминия и титана. Определены параметры задачи, при которых возможно получение спектрально яркой линии характеристического излучения иона плазмы с определенной кратностью ионизации. Получено, что: а. Максимальное число ионов с заданной кратностью ионизации, меньшей максимально достижимой при заданных параметрах задачи, можно получить в два момента времени: "момент" нагрева плазмы и "момент" ее остывания. При этом определены значения плотностей энергий и моменты времени, в которые число ионов максимально. Так, для плазмы алюминия в частности получено, что при плотности лазерного излучения 103 Дж/см2 и 8 длительности 100 фс образуются два пика с числом ионов А1 , содержащих 1 хЮ" и 2,5x10й ионов соответственно и отстоящих на 0 и 600 фс с момента прихода основного импульса.

2. Для эффективной генерации Ка-излучения можно использовать два лазерных импульса с оптимальной временной задержкой. а. Для плазмы алюминия максимальное свечение Ка-линии иона А1+9 может быть достигнуто путем воздействия на алюминиевую мишень парой импульсов длительностью менее 100 фс каждый с взаимной задержкой в 1 пс, имеющих интенсивности в 1016 Вт/см2 и 1017 Вт/см2.

1 f\ 9 б. дПри интенсивности первого импульса 5x10 Вт/см и увеличении времени задержки между импульсами от 100 фс до 200 фс возможно осуществление перехода от максимального свечения иона титана Ti+15 к иону Ti+16, Ка-линия которых отстоит одна от другой на величину -10 эВ. Длительность обоих импульсов должна быть порядка 100 фс, а

17 2 интенсивность второго импульса должна быть свыше 10 Вт/см .

Заключение

В настоящей работе проведена всесторонняя характеризация новой фемтосекундной лазерной системы на сапфире с титаном, установленной в МЛЦ МГУ им. М.В. Ломоносова. Лазерная система дополнена вакуумным компрессором, состыкованным с камерой взаимодействия. В разработанной камере взаимодействия установлены новый мишенный узел и опто-механическая система прецизионной юстировки , внеосевого параболического зеркала для жесткой фокусировки фемтосекундного лазерного излучения на плоскую твердотельную мишень. С использованием развитых методик юстировки проведены эксперименты по взаимодействию фемтосекундного лазерного излучения с пиковой мощностью до 0,2 ТВт и интенсивностью от 1015 до 1018 Вт/см2 с плоскими твердотельными мишенями.

По результатам, представленным в диссертационной работе, можно сделать следующие выводы:

1. Фемтосекундная лазерная система на основе кристалла Ti:Sa имеет длительность лазерного импульса 50±5 фс. При его энергии в ЮмДж выходная пиковая мощность составляет 0,2 ТВт. Контраст в наносекундном временном интервале определяется импульсом с временной отстройкой 13 не и относительной амплитудой 2,5x10'7, а в пикосекундном интервале цугом импульсов, максимальный из которых отстоит от основного импульса на 7 пс и имеет относительную амплитуду 5хЮ"\ Уровень ASE не превышает величины 10"7 на наносекундном и 10"5 на пикосекундном масштабах времени. Параметр качества излучения М2=1,8±0,3.

2. При фокусировке лазерного пучка диаметром 1 см на поверхность твердотельной мишени с помощью внеосевого параболического зеркала с фокусным расстоянием 5 см в пятне диаметром 3,5 мкм содержится 56% энергии лазерного импульса. При энергии ЮмДж и длительности 50 фс в этом пятне достигается интенсивность

1R 7 лазерного излучения ~10 Вт/см .

3. Измерения, проведенные с использованием одно квантового режима регистрации рентгеновского излучения плазмы, созданной на поверхности вольфрамовой мишени, показали, что спектр рентгеновского излучения состоит из двух компонентов, описываемых экспоненциально спадающей функцией с различными средними энергиями. Оценка средней энергии горячих электронов (при энергии в импульсе 10 мДж и наносекундном контрасте 2,5x10"7) показала: а. Средняя энергия горячих электронов фемтосекундной лазерной плазмы, измеренная с использованием одноквантовой методики регистрации рентгеновского излучения сцинтилляционным детектором, составила 55±12 кэВ при аппроксимации спектра рентгеновского излучения плазмы в диапазоне энергий квантов до ОД МэВ. б. При измерении с использованием доработанного в диссертации двух детекторного метода оценки средней энергии по одной реализации (диапазон регистрации рентгеновских квантов от 5 до 100 кэВ) средняя энергия горячих электронов составила 61±9кэВ. Таким образом,

• доработанная методика* позволяет проводить корректную оценку данного , параметра в каждом лазерном импульсе и при используемых в данной работе интенсивностях. в. При аппроксимации спектра рентгеновского излучения плазмы в диапазоне энергий квантов 0.1-1 МэВ (измерения в режиме одноквантовой регистрации сцинтилляционным детектором) средняя энергия горячих электронов фемтосекундной лазерной плазмы составила 139±12 кэВ. Данное значение средней энергии соответствует интенсивности лазерного излучения ~1018 Вт/см2 в рамкам модели ускорения электронов пондеромоторным потенциалом, и подтверждает достижение релятивистской интенсивности в фокусном пятне при пиковой мощности 0,2 ТВт.

Сравнительное исследование формирования горячих электронов при'

17 9 интенсивностях до 10 Вт/см (энергия в импульсе до 2 мДж, фокусировка безаберрационным объективом) с использованием прозрачной мишени (кварцевое стекло) и поглощающей мишени (кремний) показали:

17 9 а. При интенсивности порядка 10 Вт/см средняя энергия горячих электронов слабо зависит от направления линейной поляризации лазерного излучения и величины наносекундного контраста при частоте следования лазерных импульсов 1 и 10 Гц для обоих типов- мишеней. Существенная разница в средней энергии горячих электронов для двух направлений линейной поляризации проявляется при интенсивностях ниже 5х1016 Вт/см2 для обоих типов мишеней.

А • б. В диапазоне интенсивностей 1015-1016 Вт/см2 при Р-поляризованном лазерном излучении с наносекундным контрастом 2,5*10"7 зависимость средней энергии Е горячих электронов от интенсивности / лазерного (г „т \0 3+0 35 излучения описывается Е ос (/16 • л J для мишенеи кремния и кварцевого стекла, что соответствует режиму резонансного поглощения.

17 2

При дальнейшем росте интенсивности до 2х 10 Вт/см данная зависимость изменяется для обоих мишеней на Е ос (/16 • Л^)°14+019. в. При S-поляризации лазерного излучения регистрируемый экспериментально выход жесткого рентгеновского излучения наблюдается при интенсивности лазерного излучения свыше 3,6x1015 Вт/см для кремния и 1,4x1016 Вт/см2 для кварцевого стекла. В этом режиме взаимодействия зависимость средней энергии от интенсивности описывается, как Е ос (/,б-Я2)°4° для обеих мишеней.

5. При интенсивности лазерного излучения 1017 Вт/см2 средняя энергия горячих электронов для мишени кремния уменьшается с понижением наносекундного контраста лазерного излучения от 14,2±1,1 кэВ до 9,7±0,8 кэВ при Р-поляризованном излучении. Напротив, в случае мишени из кварцевого стекла наблюдается слабый рост средней энергии горячих электронов с понижением контраста лазерного излучения.

6. Обнаружен эффект двукратного увеличения средней энергии горячих электронов п при ухудшении наносекундного контраста лазерного излучения от 2,5x10" до

3 18 2

2x10' и интенсивности основного импульса порядка 10 Вт/см . Выявлены следующие важные особенности наблюдаемого эффекта: а. Эффект является пороговым по интенсивности лазерного излучения. Он

П л наблюдается при интенсивности 10 Вт/см , а с понижением интенсивности до 5хЮ17Вт/см2 исчезает и средние энергии, оцененные при контрасте 2х 10'3 и 2,5х 10"7 сравниваются. б. Увеличение интенсивности основного импульса свыше 1018 Вт/см2 при контрасте 2x10"3 приводит к медленному росту средней энергии горячих электронов. Так, при интенсивности лазерного излучения 1,5x1018 Вт/см2 средняя энергия горячих электронов составила 297±20 кэВ в диапазоне энергий 0,1-1 МэВ. в. Эффект наблюдается при значениях наносекундного контраста лазерного л с излучения от 10" до 2x10" и с улучшением контраста до 2x10" исчезает.

7. В рамках одномерной гидродинамической модели проведено численное исследование динамики фемтосекундной лазерной плазмы, создаваемой излучением с интенсивностью порядка 10 Вт/см при длительности импульса около 100 фс на поверхности мишеней алюминия и титана. Определены параметры задачи, при которых возможно получение спектрально яркой линии характеристического излучения иона плазмы с определенной кратностью ионизации. Для эффективной генерации Ка-излучения предложено использовать два лазерных импульса с оптимальной временной задержкой. Получено, что: а. Определены значения плотностей энергий и моменты времени, в которые число ионов с заданной кратностью ионизации максимально. б. Показано, что максимальная яркость Ка-линии иона А1+9 может быть достигнута путем воздействия на алюминиевую мишень парой импульсов длительностью менее 100 фс каждый с взаимной задержкой в 1 пс, имеющих интенсивности в

1016 Вт/см2 и 1017 Вт/см2. в. Показано, что при интенсивности первого импульса 5><1016Вт/см2 и увеличении времени задержки между импульсами от 100 фс до 200 фс , возможно осуществление перехода от максимальной яркости свечения иона титана Ti+l5 к иону Ti+16, Ка-линия которых отстоит одна от другой на величину —10 эВ. А

Благодарности

В завершении диссертационной работы благодарю своего научного руководителя д.ф.-м.н., доцента кафедры общей физики и волновых процессов Андрея Борисовича Савельева-Трофимова за внимательное руководство, переданные знания, понимание и поддержку в трудных ситуациях.

Особую благодарность выражаю Игорю Александровичу Кудинову за неоценимую помощь в работе со схемотехникой и компьютерным оборудованием. Благодарю выпускника нашей лаборатории, к.ф.-м.н. Олега Чутко за помощь в наработке опыта в подготовке и проведении физического эксперимента, обучение основам автоматизации эксперимента, доброе и товарищеское отношение. Благодарю к.ф.-м.н. Романа Валентиновича Волкова за предоставление лазерного излучения, обучение основам построения современных лазерных систем, ценные советы и помощь в работе. Также благодарю Евгения Казакова за результаты по измерению характеристического излучения й его руководителя, д.ф.-м.н. Вячеслава Петровича Шевелько за предоставленное оборудование. Выражаю свою благодарность к.ф.-м.н. Николаю Владимировичу Еремину за предоставленные детекторы, при помощи которых получен ряд научных результатов данной диссертационной работы.

Отдельную благодарность выражаю аспиранту Алексею Воробьеву, совместная работа с которым была интересна, насыщена и плодотворна. Также благодарю Валерия Князькова за посильную помощь в работе.

Также приношу свои благодарности Дарье Урюпиной, Ивану Макарову, Федору Потемкину, Илье Лачко и Александру Шашкову за безотказную помощь в работе и дружеские отношения. Приношу свои благодарности всем студентам и аспирантам лаборатории сверхсильных световых полей за поддержку в работе, веселый нрав и приятную атмосферу.

1. M.D. Perry, G. Mourou "Terawatt to Petawatt Subpicosecond Lasers'V/Science, 264, 917-9241994).

2. V. Yanovsky, V. Chvykov, G. Kalinchenko, P. Rousseau, T. Planchon, T. Matsuoka, A.

3. Maksimchuk, J. Nees, G. Cheriaux, G. Mourou, K. Krushelnick "Ultra-high intensity- 300-TW laser at 0.1 Hz repetition rate'V/Optics Express, 16, 2109-2114 (2008).

4. G.A. Mourou, T. Tajima, S.V. Bulanov "Optics in the relativistic regime'7/Review of Modern

5. Physics, 78, 309- 371 (2006).

6. P. Gibbon, R. Forster "Short-pulse laser plasma interactions'7/Plasma Physics Control. Fusion,38, 769-794 (1996).

7. A.B. Андреев, B.M. Гордиенко, А.Б. Савельев "Ядерные процессы в высокотемпературнойплазме индуцируемой сверхкоротким лазерным импульсом'7/Квантовая электроника, 31,941-956 (2001).

8. W.P. Leemans, В. Nagler, A.J. Gonsalves, Cs. Toth, К. Nakamura, C.G.R. Geedes, E. Esarey,A

9. C.B. Scheroder, S.M. Hooker "GeV electron beams from a centimetre-scale accelerator'7/Nature physics, 2, 696-699 (2006).

10. P. McKenna, F. Lindau, O. Lundh, D.C. Carroll, R.J. Clarke, K.W.D. Ledingham, T. McCanny,

11. D. Neely, A.P.L. Robinson, L. Robson, P.T. Simpson, C.G. Wahlstrom, M. Zepf "Low- and medium-mass ion acceleration driven by petawatt laser plasma interactions'V/Plasma Physics Control Fusion, 49, B223-B231 (2007).

12. B.I. Cho, G.M. Dyer, S. Kneip, S. Pikuz, D.R. Symes, A.C. Bernstein, Y. Sentoku, N. Renard-Le

13. Galloudec, Т.Е. Cowan, T. Ditmire "Hot electron generation from intense laser irradiation of microtipped cone and wedge targets'V/Physics of Plasmas, 15, 052701 (2008).

14. P. Zhang, N. Saleh, S. Chen, Z.M. Sheng, D. Umstadter "Laser-Energy Transfer and

15. Enhancement of Plasma Waves and Electron Beams by Interfering High-Intensity Laser Pulses'V/Physical Review Letters, 91, 225001 (2003).

16. V.T. Platonenko "High-temperature near-surface plasma produced by ultrashort laser pulses'7/Laser Physics, 2, 852-871 (1992).

17. С.А.Ахманов "Сверхсильные световые поля в нелинейной оптике, физике плазмы, техники рентгеновских источников'7/Итоги науки и техники. Серия "Современные проблемы лазерной физики", 4, 5-18, ВИНИТИ, М., (1991).

18. М. Murnane, Н. Kapteyn, M.Rosen, R.Falcone "Ultrafast X-ray pulses from laser-producedplasmas'V/Science, 251, 531-541 (1991).

19. В. Лютер-Девис, Е.Г. Гамалий, И. Ванг, А.В. Роде, В.Т. Тихончук "Вещество в сверхсильном лазерном поле'7/Квантовая электроника, 19, 317-359 (1992).

20. J. de Groot, О. Hemberg, A. Holmberg, Н.М. Hertz "Target optimization of a water-windowliquid-jet laser-plasma source'V/Journal of Applied Physics, 94, 3717-3721 (2003).

21. B. Kim, J. Kim, B. Ahn, D. Lee, D. Kim "Optimization of laser parameters for the maximumefficiency in the generation of water-window radiation using a liquid nitrogen jet'7/Applied Physics Letters, 88, 14150/1-3 (2006).

22. P.A.C. Jansson, U. Vogt, H.M. Hertz "Liquid-nitrogen-jet laser-plasma source for compact softx-ray microscopy'V/Review of Scientific Instruments, 76, 04350/3-8 (2005).

23. M. Wieland, T. Wilhein, M. Faubel, Ch. Ellert, M. Schmidt, O. Sublemontier "EUV and fastion emission from cryogenic liquid jet target laser-generated plasma'V/Applied Physics B: Lasers Optics B, 72, 591-597 (2001).

24. M. Berglund, L. Rymell, H.M. Hertz, T. Wilhein "Cryogenic liquid-jet target for debris-freelaser-plasma soft x-ray generation'7/Review of Scientific Instruments, 69, 2361-2364 (1998).

25. M. Berglund, L. Rymell, H.M. Hertz "Ultraviolet prepulse for enhanced x-ray emission andbrightness from droplet-target laser plasmas'V/Applied Physics Letters, 69, 1683-1685 (1996).

26. A. Cavalleri , C.W. Siders , F.L.H. Brown, D.M. Leitner, C. Toth, J.A. Squier, C.PJ. Barty,

27. K.R. Wilson, K. Sokolowski-Tinten, M. Horn von Hoegen, D. von der Linde, M. Kammler "Anharmonic Lattice Dynamics in Germanium Measured with Ultrafast X-Ray Diffraction'V/Physical Review Letters, 85, 586-589 (2000).

28. C. Rose-Petruck, R. Jimenez, T. Guo, A. Cavalleri, C.W. Siders, F. Raksi, J. Squier, B. Walker,

29. K.R. Wilsoti, C.PJ. Barty "Picosecond-milliangstrom lattice dynamics measured by ultrafast x-ray diffraction'7/Nature, 398, 310-312 (1999).

30. A. Cavalleri, C.W. Siders, C. Rose-Petruck, R. Jimenez, C. Toth, J.A. Squier, C.P.J. Barty,

31. K.R. Wilson, K. Sokolowski-Tinten, M.H. von Hoegen, D. von der Linde "Ultrafast x-ray measurement of laser heating in semiconductors: parameters determining the melting threshold'V/Physical Review B, 63, 193306/1^1 (2001).

32. C.W. Siders, A. Cavalleri, K. Sokolowski-Tinten, C. Toth, T. Guo, M. Kammler, M.H. von

33. Hoegen, K.R. Wilson, D. vonder Linde, C.P.J. Barty "Detection of nonthermalmelting by ultrafast x-ray diffraction'V/Science, 286, 1340-1342 (1999).

34. C. Rischel, A. Rousse, I. Uschmann, P.A. Albouy, J.P. Geindre, P. Audebert, J.C. Gauthier, E.

35. Forster, J.L. Martin, A. Antonetti "Femtosecond time-resolved x-ray diffraction from laser-heated organic films'V/Nature, 390, 490^92 (1997).

36. A. Rousse, C. Rischel, I. Uschmann, E. Forster, P.A. Albouy, J.P. Geindre, P. Audebert, J.C.

37. Gauthier, A. Antonetti "Subpicosecond x-ray diffraction study of laser-induced disorder dynamics above the damage threshold of organic solids'V/Journal of Applied Crystallography, 32, 977-981 (1999).

38. P. Dunne, G. O'Sullivan, D. O'Reilly "Prepulse-enhanced narrow bandwidth soft x-rayemission from a low debris, subnanosecond, laser plasma source"//Applied Physics Letters, 76, 34-36 (2000).

39. S. Diisterer, H. Schwoerer, W. Ziegler, C. Ziegler, R. Sauerbrey "Optimization of EUVradiation yield from laser-produced plasma"//Applied Physics B: Lasers Optics B, 73, 693698 (2001).

40. S. Diisterer, H. Schwoerer, W. Ziegler, D. Salzmann, R. Sauerbrey "Effects of a prepulse onlaser-induced EUV radiation conversion efficiency"//Applied Physics B: Lasers Optics B, 76, 17-21 (2003).

41. C. Rajyaguru, T. Higashiguchi, M. Koga, K. Kawasaki, M. Hamada, N. Dojyo, W. Sasaki, S.

42. Kubodera "Parametric optimization of a narrow-band 13.5-nm emission from a Li-based liquid-jet target using dual nano-second laser pulses'V/Applied Physics B: Lasers Optics B, 80, 409-412 (2005).

43. T. Higashiguchi, K. Kawasaki, W. Sasaki, S. Kubodera "Enhancement of extreme ultravioletemission from a lithium plasma by use of dual laser pulses'V/Applied Physics Letters, 88, 16150/2-5 (2006).

44. P. Hayden, A. Cummings, N. Murphy, G. O'Sullivan, P. Sheridan, J. White, P.J. Dunne13,5 nm extreme ultraviolet emission from tin based laser produced plasma sources'V/Applied Physics, 99, 093302 (2006).

45. J. Kutzner, M. Silies, T. Witting, G. Tsilimis, H. Zacharias "Efficient high-repetition- rate fslaser based X-ray source'V/Applied Physics B: Lasers Optics B, 78, 949-955 (2004).

46. F. Girard, J.P. Jadaud, M. Naudy, B. Villette, D. Babonneau, M. Primout, M.C. Miller, R.L.

47. Kauffman, L.J. Suter, J. Grun, J. Davis "Multi-keV x-ray conversion efficiencies of laser-preexploded titanium foils'Y/Physics of Plasmas, 12, 09270/5-10 (2005).

48. M. Anand, S. Kahaly, G. Ravindra Kumar, M. Krishnamurthy, A.S. Sandhu, P. Gibbon

49. Enhanced hard x-ray emission from microdroplet preplasma"//Applied Physics Letters, 88, 18111/1-3 (2006).

50. A.A. Andreev, J. Limpouch, A.B. Iskakov, H. Nakano "Enhancement of x-ray line emissionfrom plasmas produced by short high-intensity laser double pulses'V/Physical Review E, 65, 02640/3-12 (2002).

51. H. Nakano, T. Nishikawa, N. Uesugi "Enhanced K-shell x-ray line emissions from aluminumplasma created by a pair of femtosecond laser pulses"//Applied Physics Letters, 79, 24-26 (2001).

52. E. Woryna, J. Wolowski, B. Kralikova, J. Krasa, L. Laska, M. Pfeifer, K. Rohlena, J. Skala, V.

53. Peina, F.P. Boody "Laser produced Ag ions for direct implantation'7/Review of Scientific Instruments, 71, 949-951 (2000).

54. P.B. Волков, Д.М. Голишников, B.M. Гордиенко, А.Б. Савельев, B.C. Черныш "Имплантация высокоэнергетичных ионов под действием фемтосекундного лазерного излучения'7/Квантовая электроника, 35, 33-37 (2005).

55. N. Lisi, С. Meyer, R. Scrivens "СО2 laser ion source: Comparison between mode-locked andfree-running laser beams'7/Laser Part. Beams, 19, 647-655 (2000).

56. G.M. Petrov, J. Davis, A.L. Velikovich "Neutron production from high-intensity laser-clusterinduced fusion reactions'7/Plasma Physics Control Fusion, 48, 1721-1739 (2006).

57. M.M. Basko "New developments in the theory of ICF targets, and fast ignition with heavyions'7/Plasma Physics Control Fusion, 45, A125-A132 (2003).

58. P.A. Norreys, K.M. Krushelnick, M. Zepf "PW lasers: matter in extreme laser fields'7/Plasma

59. Physics Control Fusion, 46, B13-B21 (2004).

60. V.Y. Bychenkov, W. Rozmus, A. Maksimchuk, D. Umstadter, C.E. Capjack "Fast ignitor concept with light ions'7/Plasma Physics Report, 27, 1017-1020 (2001).

61. Н.Г. Басов, Ю.А. Захаренков, A.A. Рупасов, Г.В. Склизков, А.С. Шиканов "Диагностикаплотной плазмы'7/Москва: Наука (1989). *

62. В. Soom, Н. Chen, Y. Fisher, D.D. Meyerhofer, "Strong Ka emission in picosecond laserдplasma interactions'V/Journal of Applied Physics, 74, 5372-5377 (1993).

63. A. Rousse, P. Audebert, J.P. Geindre, F. Fallies, J.C. Gauthier, "Efficient Ka X-ray source fromfemtosecond laser-produced plasmas'V/Physical Review E, 50, 2200-2207 (1994).

64. A.A. Андреев, Е.Г. Гамалий, B.H. Новиков, А.Н. Семакин, В.Т. Тихончук "Нагревплотной плазмы сверхкоротким лазерным импульсом в режиме аномального скин-эффекта'7/ЖЭТФ, 101, 1808 (1992).

65. D.W. Forslujid, J.M. Kindel, К. Lee "Theory and simulation of resonant absorption in a hotplasma'V/Physical Review A, 11, 679-683 (1975).

66. D.W. Forslund, J.M. Kindel, K. Lee "Theory of hot electron spectra at high laser intensity",

67. Physical Review Letters, 39, 284-288 (1977).

68. F. Brunei "Not-so-resonant, resonant absorption'V/Physical Review Letters, 59, 52-55 (1987).

69. P. Gibbon, A.R. Bell "Collisionless absorption in sharp-edged plasmas'V/Physical Review1.tters, 68, 1535-1538 (1992).

70. L.M. Chen, J. Zhang, Q.L. Dong, H. Teng, T.J. Liang, L.Z. Zhao, Z.Y. Wei "Hot electrongeneration via vacuum heating process in femtosecond laser-solid interaction'V/Physics of Plasmas, 8, 2925-2929 (2001).

71. G. Lehmann, E.W. Laedke, K.H. Spatschek "Localized wake-field excitation and relativisticwave-break'ing'7/Physics of Plasmas, 14, 103109 (2007).

72. Л.Д. Ландау, E.M. Лифшиц "Теория поля'7/Москва, Физматлит (2003).

73. W.L. Kruer, К. Estabrook "J*B heating by very intense laser light'Y/Physics of Fluids, 28, 430432 (1985).

74. D. von der Linde, K. Sokolowski-Tinten, J. Bialkowski "Laser-solid interaction in the femtosecond time regime'V/Applied Surface Science, 109, 1-10 (1997).

75. Y.T. Li, J. Zhang, Z.M. Sheng, J. Zheng, Z.L. Chen, R. Kodama, T. Matsuoka, M. Tampo,

76. K.A. Tanaka, T. Tsutsumi, T. Yabuuchi "High-energy electrons produced in subpicosecond laser-plasma interactions from subrelativistic laser intensities to relativistic intensities'V/Physical Review E, 69, 036405 (2004).

77. D. Salzmann, Ch. Reich, I. Uschmann, E. Forster, P. Gibbon "Theory of Ka generation byfemtosecond laser-produced hot electrons in thin foils'V/Physical Review E, 65, 036402 (2002).

78. Ch. Reich, P. Gibbon, I. Uschmann, E. Foster "Yield Optimization and Time Structure of

79. Femtosecond Laser Plasma Ka Sources'V/Physical Review Letters, 84, 4846-4849 (2000).

80. B.C. Летохов "Накачка ядерных уровней рентгеновским излучением лазерной плазмы'У/Квантовая электроника, 4(16), 125-127 (1973).

81. С.А. Ахманов, В.А. Выслоух, С.А. Чиркин "Оптика фемтосекундных лазерных импульсов"// М.: Наука (1988).Д

82. Сверхкороткие световые импульсы (под редакцией С.Шапиро)//М.: Мир (1981).

83. Й. Херман, Б. Вильгельми "Лазеры сверхкоротких световых импульсов"//М.: Мир (1986).

84. S.-W. Bahk, P. Rousseau, Т.А. Planchon, V. Chvykov, G. Kalintchenko, A. Maksimchuk, G.A.

85. Mourou, V. Yanovsky "Generation and characterization of the highest laser intensities (1022w/cm2)"//0ptics Letters, 29, 2837-2839 (2004).

86. V. Yanovsky, V. Chvykov, G. Kalinchenko, P. Rousseau, T. Planchon, T. Matsuoka, A.

87. Maksimchuk, J. Nees, G. Cheriaux, G. Mourou, K. Krushelnick "Ultra-high intensity- 300-TW laser at 0.1 Hz repetition rate'7/Optics Express, 16, 2109-2114 (2008).

88. D. Strikland, G. Mourou "Compression of amplified chirped optical pulses'V/Optics Communications, 56, 219-221 (1985).

89. О. E. Martirjez "3000 Times Grating Compressor With Positive Group-Velocity Dispersion

90. Application To Fiber Compensation in 1.3-1.6 pm Region'7/Ieee Journal of Quantum Electronics, 23, 59-64 (1987).

91. B.E. Lemoff, C.P.J. Barty "Quintic-phase-limited, spatially uniform expansion and recompression of ultrashort optical pulses'V/Optics Letters, 18, 1651-1653 (1993).

92. Z. Zhang, T. Yagi, T. Arisawa "Ray-tracing model for stretcher dispersion calculation'V/Applied Optics, 36, 3393-3399 (1997).

93. G. Cheriaux, P. Rousseau, F. Salin, J.P. Chambaret, B. Walker, L.F. Dimauro "Aberration-freestretcher design for ultrashort-pulse amplification'V/Optics Letters, 21, 414-416 (1996).

94. П.Г. Крюков "Лазеры ультракоротких импульсов'У/Квантовая электроника, 31, 95-1192001).д

95. S. Backus, C.G. Durfee, M.M. Murnane, H.C. Kapteyn "High power ultrafast lasers'V/Reviewof Scientific Instruments, 69, 1207-1223 (1998).

96. M.D. Perry, D. Pennington, B.C. Stuart, G. Tietbohl, J.A. Britten, C. Brown, S. Herman, B.

97. Golick, M. Kartz, J. Miller, H.T. Powell, M. Vergino, V. Yanovsky "Petawatt laser pulses"//0.5tics Letters, 24, 160-162 (1999).

98. S.B. Hansen, A.Ya. Faenov, T.A. Pikuz, K.B. Fournier, R. Shepherd, H. Chen, K. Widmann,

99. S.C. Wilks, Y. Ping, H.K. Chung, A. Niles, J.R. Hunter, G. Dyer, T. Ditmire "Temperature determination using Ka spectra from M-shell Ti ions'V/Physical Review E, 72, 036408 (2005).

100. S. Dobosz, G. Doumy, H. Stabile, P. D'Oliveira, P. Monot, F. Re'au, S. Huller, Ph. Martin

101. Probing Hot and Dense Laser-Induced Plasmas with Ultrafast XUV Pulses'V/Physical Review Letters, 95, 025001 (2005).

102. J. Zhang, Z.M. Sheng, Y.T. Li, Y. Qiu, Z. Jin, H. Teng "Emission direction of fast electrons inlaser-solid interactions at intensities from the nonrelativistic to the relativistic'V/Physical Review E, 69, 046408 (2004).

103. S. Boliman, A. Suda, M. Kaku, M. Nurhuda, T. Kanai, S. Yamaguchi, K. Midorikawa "Generation of 5fs, 0,5TW pulses focusable to relativistic intensities at 1 kHz'7/Optics Express, 16, 10684-10689 (2008).

104. O. Albert, H. Wang, D. Liu, Z. Chang, G. Mourou "Generation of relativistic intensity pulses ata kilohertz repetition rate'V/Optics Letters, 125, 1125-1127 (2000).

105. B. Hou, J.A. Nees, W. Theobald, G.A. Mourou, L.M. Chen, J.-C. Kieffer, A. Krol, C.C.

106. Chamberlain "Dependence of hard x-ray yield on laser pulse parameters in the wavelength-cubed regime'V/Applied Physics Letters, 84, 13, 2259-2261 (2004).

107. V.M. Gordienko, I.M. Lachko, P.M. Mikheev, A.B. Savel'ev, D.S. Uryupina, R.V. Volkov

108. Experimental characterization of hot electron production under femtosecond laser plasma interaction at moderate intensities'V/Plasma Physics Control Fusion, 44, 2555-2568 (2002).

109. H. Chen, B. Soom, B. Yaakobi, S. Uchida, D.D. Meyerhofer "Hot-electron characterizationfrom Ka measurements in high-contrast, ^-polarized, picosecond laser-plasma interactions'V/Physical Review Letters, 70, 3431-3134 (1993).

110. M. Zepf, E.L. Clark, F.N. Beg, R.J. Clarke, A.E. Dangor, A. Gopal, K. Krushelnick, P.A.

111. Norreys, M. Tatarakis, U. Wagner, M.S. Wei "Proton Acceleration from High-Intensity Laser Interactions with Thin Foil Targets'V/Physical Review Letters, 90, 064801 (2003).

112. J. Abdallah, Jr. and G. Csanak, Y. Fukuda, Y. Akahane, M. Aoyama, N. Inoue, Ii. Ueda, K.

113. Yamakawa, A.Ya. Faenov, A.I. Magunov, T.A. Pikuz, I.Yu. Skobelev "Time-dependent

114. Boltzmann kinetic model of x rays produced by ultrashort-pulse laser irradiation of argon clusters'V/Physical Review A, 68, 063201 (2003).

115. K.B. Wharton, S.P. Hatchett, S.C. Wilks, M.H. Key, J.D. Moody, V. Yanovsky, A.A.

116. Offenberger, B.A. Hammel, M.D. Perry, C. Joshi "Experimental Measurements of Hot Electrons Generated by Ultraintense (1019W/cm2) Laser-Plasma Interactions on Solid-Density Targets'V/Physical Review Letters, 81, 822-825 (1998).

117. Y.T. Li, X.H. Yuan, M.H. Xu, Z.Y. Zheng, Z.M. Sheng, M. Chen, Y.Y. Ma, W.X. Liang, Q.Z.

118. Yu, Y. Zhang, F. Liu, Z.H. Wang, Z.Y. Wei, W. Zhao, Z. Jin, J. Zhang "Observation of a Fast Electron Beam Emitted along the Surface of a Target Irradiated by Intense Femtosecond Laser Pulses'V/Physical Review Letters, 96, 165003 (2003).

119. K.B. Fournier, A.Ya. Faenov, T.A. Pikuz, I.Yu. Skobelev, V.S. Belyaev, V.I. Vinogradov, A.S.

120. S.B. Hansen, A.Ya. Faenov, T.A. Pikuz, K.B. Fournier, R. Shepherd, H. Chen, K. Widmann,

121. S.C. Wilks, Y. Ping, H.K. Chung, A. Niles, J.R. Hunter, G. Dyer, T. Ditmire "Temperature determination using ^-spectra from M-shell Ti ions'V/Physical Review Letters, 72, 036408 (2005).

122. H. Schwoerer, P. Gibbon, S. Dusterer, R. Behrens, C. Ziener, C. Reich, R. Sauerbrey "MeV X

123. Rays and Photoneutrons from Femtosecond Laser-Produced Plasmas'V/Physical Review Letters, 86, 2317-2320 (2001).

124. A. Tarasevitch, K. Lobov, C. Wunsche, D. von der Linde "Transition to the Relativistic Regimein High Order Harmonic Generation'V/Physical Review Letters, 98, 103902 (2007).

125. M. Murnane' H.C. Kapteyn, R.W. Falcone "High density plasmas produced by ultrafast laserpulses'V/Physics Review Letters, 62, 155-158 (1989).

126. A. Jullien, S. Kourtev, O. Albert, G. Ch'eriaux, J. Etchepare, N. Minkovski, S.M. Saltiel

127. Highly efficient temporal cleaner for femtosecond pulses based on cross-polarized wave generation in a dual crystal scheme'V/Applied Physics B, 84, 409-414 (2006).

128. D.M. Gold "Direct measurements of prepulse suppression by use of a plasma shutter'V/Optics1.tters, 19, 2006-2008 (1994).

129. G. Doumy, F. Que're', O. Gobert, M. Perdrix, Ph. Martin "Complete characterization of aplasma mirror for the production of high-contrast ultraintense laser pulses'V/Physical Review E, 69, 026402 (2004).

130. V. Chvykov, P. Rousseau, S. Reed, G. Kalinchenko, and V. Yanovsky "Generation of 1011contrast 50 TW laser pulses'7/Optics Letters, 31, 1456-1458 (2006).

131. J. Itatani, J. Faure, M. Nantel, G. Mourou, S. Watanabe "Suppression of the amplified spontaneous emission in chirped-pulse-amplification lasers by clean high energy seed-pulse injection'7/Optics Communication, 148, 70-74 (1998).

132. M.P. Kalashnikov, E. Risse, H. Schonnagel, A. Husakou, J. Herrmann, W. Sandner "Characterization of a nonlinear filter for the front-end of a high contrast double-CPA Ti:sapphire laser'7/Optics Express, 12, 5088-5097 (2004).

133. D.F. Price, R.M. More, R.S. Walling, G. Guethlein, R.L. Shepherd, R.E. Stewart, W.E. White "Absorption of Ultrashort Laser Pulses by Solid Targets Heated Rapidly to Temperatures 1— 1000eV"//Physical Review Letters, 75, 252-255 (1995).

134. N.V. Didenko, A.V. Konyashchenko, A.P. Lutsenko, S.Yu, Tenyakov "Contrast degradation in a chirped-pulse amplifier due to generation of prepulses by postpulses'V/Optics Express, 16,3178-3190 (2008).

135. D.D. Meyerhofer, H. Chen, J.A. Delettrez, B. Soom, S. Uchida, B. Yaakobi "Resonance absorption in high-intensity contrast, picosecond laser-plasma interactions'V/Physical Fluids B, 5, 2584-2588 (1993).

136. B.JI. Гинзбург "Распространение электромагнитных волн в плазме'7/М.: Наука, (1967).

137. D. Guilietti, L.A. Gizzi "X-ray emission from laser produced plasmas'7/La Rivista del Nuovo Cimento, (1998).

138. R.R. Kodama, К. Takahashi, К.A. Tanaka, М. Tsukamoto, Н. Hashimoto, Y. Kato, К. Mima "Study of Laser-Hole Boring into Overdense Plasmas'7/Physical Review Letters, 77, 49064909 (1996).

139. B.J1. Гинзбург "Распространение электромагнитных волн в плазме'7/Москва: Наука (1967).

140. А.А. Андреев, А.А. Мак, В.Е. Яшин "Фазовые характеристики импульсов в YAG:Nd-лазере с активной синхронизацией мод'7/Квантовая электроника, 24, 99-114 (1997).

141. ИЗ E.G. Gamaly "Ultrashort powerful laser matter interaction: physical problems, models and computation'7/Laser and Particle Beams, 12, 185-208 (1994).

142. А.Б.Савельев-Трофимов "Управление свойствами плотной плазмы фемтосекундноголлазерного импульса и инициирование низкоэнергетических ядерных процессов'7/Диссертация на соискание ученой степени доктора физико-математических наук, Москва (2004).

143. V. Malka, A. Lifschitz, J. Faure, Y. Glinec "Staged concept of laser-plasma acceleration toward multi-GeV electron beams'7/Physical Review Special Topics Accelerators and beams, 9, 091301/1-7 (2006).

144. W.P. Leenjans, B. Nagler, A.J. Gonsalves, Cs. To'th, K. Nakamura, C.G.R. Geedes, E. Esarey, C.B. Scheroder, S.M. Hooker "GeV electron beams from a centimetre-scale accelerator'7/Nature physics, 2, 696-699 (2006).

145. Hui Xu, Zheng-Ming Sheng, Zhang, M. Y. Yu "Intensity-dependent resonance absorption in relativistic laser-plasma interaction'7/Physics of Plasmas, 13, 123301 (2006).

146. H.-b. Caia, W. Yu, S.-p. Zhu, C.-y. Zheng, L.-h. Cao, W.-b. Pei "Vacuum heating in the interaction of ultrashort, relativistically strong laser pulses with solid targets'7/Physics of Plasmas, 13, 063108 (2006).

147. V. Chvykov, P. Rousseau, S. Reed, G. Kalinchenko, V. Yanovsky "Generation of 1011 contrast 50TW laser pulses"//Optics Letters, 31, 1456-1458 (2006).

148. D.F. Cai, Y.Q. Gu, Z.J. Zheng, W.M. Zhou, X.D. Yang, C.Y. Jiao, H. Chen, T.S. Wen, S.T. Chunyu "Double-peak emission of hot electrons generated by femtosecond laser interaction with solid targets'7/Physical Review E, 70, 066410 (2004).

149. L.M. Chen, J. Zhang, Y.T. Li, H. Teng, T.J. Liang, Z.M. Sheng, Q.L. Dong, L.Z. Zhao, Z.Y. Wei, X.W. Tang "Effects of Laser Polarization on Jet Emission of Fast Electrons inn

150. Femtosecond-Laser Plasmas'V/Physical Review Letters, 87, 225001 (2001).

151. A. Rousse, P. Audebert, J.P. Geindre, F. Fallies, J.C. Gauthier, A. Mysyrowicz, G. Grillon, A. Antonetti "Efficient Ka x-ray source from femtosecond laser-produced plasmas'V/Physical Review E, 50, 2200-2207 (1994).

152. A.A. Andreev, J. Limpouch, A.B. Iskakov, H. Nakano "Enhancement of x-ray line emission from plasmas produced by short high-intensity laser double pulses'V/Physical Review E, 65, 026403 (2002).

153. B.B. Большаков, B.M. Гордиенко, А.Б. Савельев, O.B. Чутко "Возбуждение низколежащих ядерных состояний линейчатым излучением ионов фемтосекундной лазерной плазмы'7/Письма в ЖЭТФ, 79, 80-85 (2004).

154. G. Pretzlor, Th. Schlegel, Е. Fill, D. Eder "Hot-electron generation in copper and photopumping of cobalt'V/Physical Review E, 62, 5618-5623 (2000).

155. V.S. Letokhov, E.A. Yukov "Excitation of Isomeric Low-Lying Levels of Heavy Nuclei in a Laser-Produced Plasma'7/Laser Physics, 4, 382-386 (1994).

156. G.A. Mourou, C.P.J. Barty, M.D. Perry "Ultrahigh-Intensity Lasers: Physics of the Extreme on a Tabletop'7/Physics Today, 51, 22-28 (1998).

157. A.A. Andreev, T. Ueda, J. Limpouch "Optimal lithium targets for laser plasma lithography'7/Proc. SPIE, 4343, 789-796 (2001).

158. K.-H. Hong, B. Hou, J.A. Nees, E. Power, G.A. Mourou "Generation and measurement of8 • • • • •10 intensity contrast ratio in a relativistic kHz chirped-pulse amplified laser'7/Applied

159. C.A. Ахманов, С.Ю. Никитин "Физическая оптика'7/Москва: Издательство Московского Университета (2004).

160. Р.В. Волков, В.М. Гордиенко, П.М. Михеев, А.Б. Савельев "Влияние атомного состава мишени на выход жесткого некогерентного рентгеновского излучения из фемтосекундной лазерной плазмы'7/Квантовая электроника, 30, 896-900 (2000).

161. П.М. Михеев "Генерация жесткого некогерентного рентгеновского излучения и возбуждение ядер в высокотемпературной фемтосекундной лазерной плазме", диссертация на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук, Москва (1999).

162. Р.В. Волков, В.М. Голишников, В.М. Гордиенко "Перегретая плазма на поверхности мишени с периодичекой структурой, индуцированной фемтосекундным лазерным излучением'7/Письма в ЖЭТФ, 77, 568-571 (2003).

163. Р. Вольдсет "Прикладная спектрометрия рентгеновского излучения'7/Москва, Атомиздат (1977).

164. М.Н. Медведев "Сцинтилляционные детекторы'7/Москва, Атомиздат (1977).143 "Efficiency Calculations for Selected Scintillators'7/Saint-Gobain Ceramics&Plastics, Inc., 115, (2004).

165. О.И. Василенко, Б.С. Ишханов, И.М. Капитонов, Ж.М. Селиверстова, А.В. Шумаков "Радиация'7/Москва, Изд-во Московского университета (1996).

166. B.C. Stuart, M.D. Feit, S. Herman, A.M. Rubenehik, B.W. Shore, M.D. Perry "Nanosecond-to-femtosecond laser-induced breakdown in dielectrics'V/Physical Review B, 53, 1749-1761 (1996).

167. A. Zhidkov, A. Sasaki, T. Utsumi, I. Fukumoto, T. Tajima, F. Saito, Y. Hironaka, K.G. Nakamura, K. Kondo, M. Yoshida "Prepulse effects on the interaction of intense femtosecond laser pulses with high-Z solids'V/Physical Review E, 62,7232-7240 (2000).

168. F.N. Beg, A.R. Bell, A.E. Dangor, C.N. Danson, A.P. Fews, M.E. Glinsky, B.A. Hammel, P. Lee, P.A. Norreys, M. Tatarakis "A study of picoseconds laser-solid interactions up to 10I9W/cm2"//Physics of Plasmas, 4, 447-457 (1997).

169. H. Cai, W. Yu, S. Zhu, C. Zheng "Short-pulse laser absorption via JxB heating in ultrahigh intensity laser plasma interaction'V/Physics of Plasmas, 13, 113105 (2006).

170. L. Veisz, W. Theobald, T. Feurer, H. Schillinger, P. Gibbon, R. Sauerbrey, M.S. Jovanovic "Three-halves harmonic emission from femtosecond laser produced plasmas'V/Physics of Plasmas, 9, 3197-3200 (2002).

171. V. Malka, A. Lifschitz, J. Faure, Y. Glinec "Staged concept of laser-plasma acceleration toward multi-GeV electron beams'V/Physical Review Special Topics -Accelerators and beams, 9, 091301 (2006).

172. H.A. Baldis, C.J. Walsh "Growth and saturation of the two-plasmon decay instability'V/Physics of Fluids, 26, 1364-1375 (1983).

173. A. Tarasevitch, C. Dietrich, C. Blome, K. Sokolowski-Tinten, D. von der Linde "3/2 harmonic generation by femtosecond laser pulses in steep-gradient plasmas'V/Physical Review E, 68, 026410(2003).

174. J. Davis, A.B. Borisov, C.K. Rhodes "Optimization of power compression and stability of relativistic, and ponderomotive self-channeling of 248 nm laser pulses in underdense plasmas'V/Physical Review E, 70, 066406 (2004).

175. И.М. Банд, В.И. Фомичев "Комплекс программ RAINE V. Описание программы самосогласования атомного поля релятивистским методом Дирака-Фока" //Ленинград, Препринт ЛИЯФ №498 (1979).

176. В.В. Колчин "Рентгеновское излучение высокотемпературной приповерхностной плазмы, индуцируемой мощными фемтосекундными лазерными импульсаМи'7/Диссертация на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук, Москва (1994).