Исследование механизмов низкопороговой генерации рентгеновского излучения в лазерной плазме тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.03 ВАК РФ

?Г6 *ол

2 6 ДПР 1S33

шдвшя am россе?

ЙКСТЗТуТ cör,s2 (¡35321:3

На прав» руметог УШ

ÎUGAItCn КОМИЛЬ ХАКШОВКЧ ИССЛЕДОВАНИЕ !ЙХАШШ0В НЙЗШЮРОГСВОЯ ГЕПЯРМШ

РЕНТГЕНОВСКОГО ИЗЛУЧЕНИЯ В МЗЕРКСЯ ГШ,7:Й (01.04.03 - радиомаяка)

АВТОРЕФЕРАТ ляссертгцяи из солсмлле ученой степонз кандидата {изтго-дотеыэтвчесэти: наук

Москва - 199?. г

РйОога лшлашна с Исгитуте оОцей фазшаа ЛЯ России Кэгшгй Гл'лЦкХдаь'Олз: доктор фзазг.о-ьатаьшгачодкЕЗ наук,

Офзшяалыио ошонантц'. - доктор фна^ю-иате¡.итччсо;шх наук

Г.П.Кузиан' - доетор блкпсо-цагеыатпчоскпх наук В.Я.ведкши

Во$усе# оргйзвдгшяа; Трсвдшй 1шуадо--£юсдздаввтвль«;аа

технолога ч а скиа ш я; та ту г

Зздотп дассяртсцай согозгся —-19эЗг

в —-'^-"Нгссз ги свогдшша Сподамнзиравгпяага созитв Д-0ГО.49.02 п]и Института ойщзЗ фазтш РАЛ по адрзсу: 117942* ГСЛ-1, г.Могасвз, В-333, ул. Вавилова,СО.

С дзсс«ртадвай шею ознакомься а Снблиотвкв КОЗ РШ.

профессор В^В.¿долсоков, певдэдат Ф^зико-штекдтачешскх наук, о.н.с. С.й.Дврзакш:

Учокий секретарь Сашдааявзнровашюго сената, доктор фаз.-шт.наук

В.П.Быков

I. Обдая характеристика работа

Актуальность проблею. в нзстояе^э вргаа оосЭай Еатэрес яссладоэ э та лоЗ втагоявт взссвзргшеяй) со взгааадайтшнэ гв^ото яаззркото нзяучекая с ввЕзстпоы. К пни откосятся работа в сбяаста управхязиэго таргетядвркого сайте са, псслэдаввкия хзгерпоа плазии. Как известно» лшазрпаэ шаэкэ становятся Есточпваеи издтепяового еэсткого рзнттэнозсясго пзяучвкая к5тдз з ней исзбуодаятсд рэастчимз езустофеэзостпг парякзтрзчас-гао (пи), лпез2323 тргссфоркэцяя ггзетрсмггяЕтазш,эака(&) лазерного пзлучзшл в плесйзиша ($) . [¡^сеззшзг&йз вяпгси свидетельством раззятая указании ЕэустоЛчзвостей пакеттся ггшрэдзя з олвзиз гардаягос лазерного иащргестя. Дет ртетзня ряда проблей в разгадай областях паука и теллляя прэдетазяЕэтся перспективным использование шшэевшюго Естот.Еака ПРИ.

Для достаязгад гаежшго уровня ягдходз БК? пз шгезегз а расгарзння спзктрз излучения з багаз етспгув сЗлзсть . нвебзеугс^э оСзспз'пть значительное презшнкпз нитеясшяюсгп рззагрзэггп^гго Егзяучггая лад порогеи ргзгтгял ГИ, что требует паааяьгякгаа слсшздх а дорогих лазерных систем. Л для песбузгпля летгйзоа трансформации / / , хотя и нзт порога по пнтвкеизагоста, нэсбходаио, чтобы плпзаэ иызла область с ггрттячвекей! для частота лазерного излучения шготностьз (Пе), црзчем больпгг! 1-к;ейг»ле?о:г'г трансформация достигается когда профиль шготиоста збетзз тегнет йг является крутни. Твхзя плззиз иезот быть создана опять ез достаточно силыпш лазерный ползи за счет поютрсяготорпого воздействия. Поэтому представляет штерес исследования возможности повышения выхода ЯРИ пз лазерной плззкн п результате; I) снижения порогоз развития ПН, 2) достижения эффективней

-k-

;ашз£иой трахсфоругцза t np® нпзетг шггснсеп^йспт:?

рвзогрвБюавого лзэзрного азяучекзя благодаря ссздгмгз крвтвчзска

нлогксй njMEiaj с крутау вро{asea ирл каком-либо йдоу

допсижитеяыгаи воздайсгчия! на пае.

Согласно теоретичоскии прэдставхзкпл!! пороге ргзватия ПК

снгтаатса с покказсьы однороднеетта (с удокпаздои гьр;т:тгр:;ого

разгара L) окязьы. Данное утаэркдзкз качественно согласуйся с

8кспорп;з1ггайЦйЕЯ да id шиз. Однако, с рлда спатсз с. С02 -ягмрои

3 -ií / г

порога разсзтил ПН <^п5р=10 -1С Вт/к? прт усилиях, дел ко горл теория дазт Оолээ высоки значащи порогов (J^^IO^ Вт/cu* . В указанных огшкг таштгноа знатаиав гарзктерхото размера Cuno L <1 им. Позтоц? с точка зроиая пргх-пгчоского прштояаннл и проверки суцзствущцгй теории прздетавлкэт шп-орес акссэржанташше ессуидовзннл ьсзгзсшгаста развития ПК в пласта с размером L^I ш прк тпенсцвиоста Вт/сиг.

Цель работы. йсслндова7ь воэаозяооть:

I. Казкопорогового (<¡£10 Вт/сы2) развития ПН и гепарацза ЕРЕ в однородной COj-лазарноа алазкэ с характерным разкерои h^l кн. П. Повышения козффпцаеита преобразевашк лазерного Езлучешя в ЕШ путем с кика кал порогов разЕятал ПН с ('иле) достигокпя эффективной линейной трансформации £ i пра иктенсивностях излучения СО^-лазера (J^IO Вт/сы^ благодаря:

1) аффекту лазерного предшшульс8 в масштабированию плазменного источника ЖРИ,

2) кумуляции плазкы на конической мишени,

3) догреву плазны излучением дополнительного коротковолнового -лазера.

Научная новизна. Впервые экспериментально получены следукцае

'роз7Л5»?ати.

1. Обнаружено няз:кяюроговоа развитпэ Ш! а Г9язра1<э! 2ГЯ и однородной пдазиз с характерный резмзрои Ь 1 с3 га; оарвпястра-розз1Ш порога гвкэрацяп гарионпгш г.^ пзяукизд СО^ -дагэра в случае вояьфрвнсвоа, адюияниввоЯ н поляата.таксгзоя »азэии, соответственно: с^р -(1-^-Ю7Ет/сиг, (8-^) • 10^2т/га? ^р*

•10 '3т/с,';г .

2. ООпзружэко ргсгпрегаэ спектра резгггоиезежзго ,5аяучз!пя з Оопез "етсткуа" область а псвыганго гагодз 5РЯ при увояпзеги ранкэроз плагк! з 10 раз.

3. ОЗкаругано рззззтпе кумудячгя явзераоЗ шоезд х^х слита ; тагадзшетэдрачвевого еззтея я ойрззозэтау! кумулякяисй струя,-на одноЗ и тс'Л кз ¿смпгчесхса штага пргз угле копу и Ял^Т?" крз рааяачки* пояогекаа фокуса лкзеркого пуягэ отассятедг.зо верзоа кс'^сз.

4. Обнаружено скотк»гае порога разетям ПН я пост-ткапэ пяопетстп потоков благодаря поекгк'цгз тгкяература шшс?г1 пра ее кугг/ляции.

3

5. Обнаружено подавлена® генеррцгш 5Н!» гормогатст п

отсутше ге игран;*:« гармокпкн гзлучеищ» 'СО»-лазера в

Л 4 13 -Я плотной рллм (П > 10 си , разогрэзсвноЭ едкезрокгрю

езлучекиен Ш- » СО,-лазеров, а усдопггях развития куг^глатквпеге

вСфзкта ня конической иташ.

Результату работы могут бить исаольговэки о всследованияг по

программе лз^ерио-управляемого термоядерного елнтеоа, з создянж!

¡шрокого спектра пряберов и систем, исполъзуг^лх эСФ'ктивтша:

источник рентгеновского излучения.

На защиту диссертация выносятся следущав положения:

1.В С0г-лазерной пя»з.ие с аврактерзшы размером ш генерация ЖРК возникает в результате гшзкяпорогсваго развитая ПН.

2.Лазеркый пргдишульс спадает порог развитая ПН в области четверти критической плотности.

Л.Увеличение размеров плазмы расширяет спектр КТО В "евст-кув" облгсть и повивает виход Ш!.

¿.Рааватца куиуляцяи лазерной планам двух типов: квазшдасикра-ческого сяатил и образования 1сумулятшзноа струр,- на одноа ь той ке коютсской шизни определяется половениеи фокуса яазоряого из луч екая относительно ввршшы конуса.

5. Сгакзже порога развития ПН благодаря повшзешт тетере туры плазма при ее куиуляцзи приводит к повшгашю плотности ПОТОКОВ ЕРИ и ГарШНЕКИ \liit .

6. ЖРЯ, гармоники иГа и Щ, излученая С02-лазера подавляются а сверхкритичаскя плотной плазиэ, обрлзукцгйся при одновременном разохфеве излучение» Яг/ - и СОд -лазеров конической шггини в условиях развития кумулятивного эффекта.

Апробация результатов. Основные результата работы докладывались на семинарах отдела "Мощше лазери" Института общей физики РАН, сектора теории плазменных явлений Физического института им. Лебедева РАН; на У1 Всесоюзной конференции "Оптика лазеров", г.Ленинград, 1990; на Международной конференции "Лазеры-90" , г. Сан-Диего, США; на 7-ой Неадународной междисциплинарной конференции по лазерной науке« г.МонтереЗ, США, 1991} опубликованы в 9 печатных работах.

Структура и.объем работы. Диссортацял состоит из введения, песта глав п заклзяэиая. Полный объем составляет страниц,

вкяэтая рисунков, 2 таблицы, прилагение н спасск литератур!!, насчитавявчгтй наименований.

П. Содержание работа

Зо введении обосновывается актуальность тош исследований, сфорауяпровааа цель п оскозныз научные положения дассзртацпсиноа работа, крсмэ того отмечена новизна и практпчзская цзгаюсть полученных в диссертация результатов. Кратко изложено содкртгкае рсбст по глава«.

В первой глава содержится обзор работ, посвящзшшх исследовании ПН и линейкой трансформации £ I, ответственных за генэрацзв в плазме горячих цвдтепловых электронов и Ш1, а также исследованиям эффектов: кумуляции лазерной плазмы, лазерного прзд-ямпульса. Анализируются работы, посвящешые исследозянпв ЯН! плазмы, разогреваемой цугом лазерных импульсов, а такта работа, гдэ используется али исследуется разогрей плазна излучением одновременно двух лазеров со значительной разницей в длина ^олиы. Поиск проводится с целью определения физических явлений и факторов, позволящих снизить порог развития ПН и повысить эффективность линейкой трансформации при низких

интенсивностях разогревающего плазму излучения.

Отмечается количественное несогласие результатов некоторых экспериментов с оценками теоретических работ, посвяцэнных исследовании факторов разьития п порогов возбуждения ГШ. Делается вывод об актуальности задачи экспериментально:о исследования порогов развития -ПН в однородной плазме (.:

»арйктзршм рзздаром 1. 5^1 i&¡, создаваемой дяшшоволкобцй cog-лаазрсы.

Дзкг&тся ею;од о кзсбходоиоста всслйдовыегл bosuoshoctu йсколиоаак.зй Е-Кастов: цууухяцса лазгрной аяазяг,. лаззрного ирадашулься. - a í2;l¡58 испсльесжзквя масьтабЕрозання плазменного йоточжш» EPií я ' деуэаолг.оюто разогроза ш-ль^ дся аокжнгл вывода 2FH из asíala.

Пастовлшо задача иссладованая.

Во второй глава дзссерта^рз экспериментально показано чкаксиорогсзод развитие Ш.

llascvuü на поверхности окосках шшз5!еа из акш^иия,

ползатшпеиа - ши вольфраш ' создавалась сшульсои

свободной гйнорацжз- ТЕД Сй,-лазера. Длительность переднего

основного пшс» импульса оо полу&исоте била 50 ксок. Лазерное

Езлучэнав сзводадось в вгкуутлнув камеру, откачиваемую до

-Й -2

давленая; остгточних rasos 10 - 10 торр, и фокусировалось на плосиой-шщзнн о псетцьз th(f-лшсзи с фокусный рассто.ешеи

f " 21 СИ.

5Щ регистрировалось одновременно с ашоъьа дзух pin -дгодов. Нергд детекторам устенавлквалксь калиброванные фальтри, позаолдада регистрировать КШ в достаточно узкой задгшюи опектральноу дпшззопе. Для получеты антргралышх по времена кзображкий плазмы в KFI1 (b,V =1-2 кзВ) использовалась наицра-обскура с рентгеновским фильтром.

Для диагностики плазменных каустойчивостей бала осуцасталзна регистрация генерированных ' в плазиз гармоник лазерного излучения, испуганных назад - в апертуру лазора. Здзсь цсподьЕ.овалпсь одновременно два Се'. Ни детектора, охлаздаекив

аядвы азстсй. Для •еэделекзя узкого спектрального дпэпазояа попользовались различные инфракрасные фильтры.

В параграфа 2,2 прпвзлзны оценка интенснвкоста лазерного

пзлучения. Показано, что внсокэл опта1е;жая однородно;,'!;!

активной среда С0а -лаззрэ, которая создавалась с-Зьзмкн

о с с:? о л т е лы s разрядов, и использований неустсйчяЕОГо

тэлэскогагческого резонатора с увеличением Н=2, которка

сбеспочигал генерация лазера ;:а основной псазргчксЗ подо ТГТЛ ,

сЯ-гспочнзаяи гаусссзскоа распределение энергии налучзк'зл 7".

¿екальпоч пятне а отсутствие э ней "горячих точек". ДзнкыЛ факт

подтверждается прздстзвлешизя пзобр£понпя»а плэгдо в 3FT* (rn1 -I-

2 кзв), получэшпаа! с nouosjjo катара-обскуры с простракатзсзпи-.!

разресвнзем ±38 ькм прп различив энергиях лазерного кшульса.

На оскозе Есслздсзакиа: l) ректгекэзеки лзо<5ргзонпй лезарксЯ

Riasiri, 2) отпечатков распределения энергия 5) лззерюа пучке,

получениях ил тср1>очу?сттптальной буиэге как на Europe лазера,

так и з фокально» плтнз,- а з) статистически ::етсдов яполпоз

сдндаш оценки ааксамальной шпенсивносгл лазерного цзлучзта!,

iO ?

достип£утоа в эксперименте: в пика импульса Вт/с;«* и на

ггсстз'"- « 3-IG3Вт/си2 . Прз зто-j флуктуаЕря [йнтеисквноста лазерного излучения в фокальной пятне, сбуслоЕ-гениие фазоз:шч л а!гпл!туд!сл¡а ксказскикэ поля, ив провисали 20,% с вероятность» Р = 0,96 ,

На основе анализа обскурограыи определено, чго з услопця! настоящего эксперимента плазма разлетается со скоростью Щп ID6си/с, и гик жпульса излучегая СО,-лазера с фронтом нараста-:иал мощности £*»~50нс падвет кя плазиу с характерам размером L>, 1,3 кя.

B парзгрг4~ 2.3 представлена результата кзиораний еялгглов (ИреЗЗШКЯ'^ лгезрюго fl/t,} И2ЛУЧШШЯ, гелзрироиашшх ttîC31£ùa

а

EFîîj гар^мешм -¿Щ, , излучвкал в икфракраит спектральных сб.яастях 2 уки ¿¡Л 6,9 ига и 2 шя ¿Л £ 4,2 цка, а тсхнв в вадакоз спагасрЕЛЫюи даапазоиа.

Установдедо отсутствий генерация гараонига 2 ЪЗ, в условиях ¡мстйк^аго шссяэрсиота. Откуда Сил сделан екеод , что в услобяял эгхяшрЕсгкта пявзкикныз наустойчаБоста в облгето плстноотн равной крлгпчаскоа дял частота ь5„ С0{-лазера ко разгазадись. Что обьясшштся ¡з".гко£ Езггенсдвностыо лазерного излучина (q ICp Вт/с-л2) а дуглсаш сшред1йк фрошоу ошульсе, которые создаст протявйюгу» плазщ ( L 15Sis;) с бояьЕоЕ гаштскоа rai^'.sù Itw 4-5.

Показана корреятрш вуокэиисй фораи сигналов гаркошки ji'SQ а EHi, г тс:ео близость пороговцг аггснсгшностэА разогревающего излушшя, кеобаодразл для' рогиотрацгп зтлх сигналов. Сделен БНЭОД о' TC:î: ЧТО ЭТБЙТСТОШЗЭй! За ГВ1ШрйЦ,;::3 KKÏ и гьриожя |г:.ГЙ в условиях данного зкепергпюнта /шляатся ГИ, развпзаащался з облеты чотвирти крзтичасаизй плотности,

Б psc-OTO опрадзлшы пороги гекзрецаи гармоники в плазиз

~ л

в сz?4i,8 различит ьисзшШ; полиэтилен - (б-а) - 10 Вт/си8 ,

алкааЯ- - {8-9)<I0® Bt/cîj2, вольфраи- (1-з)-10? Вт/сл*.

Нрс'Ддайзно следующее оОбяскеша результатов акспераментов с раажч!3,'г.и кознями. Поскольку оптическая толщина плазш К=П,5' ■ i-i-di/l/X '^с пропорцщрнвльнз кратности ионизация атоиов, в при прт ода;ой и той та тешзратурз плазмы значе1ше £ для stoiîob с (кшьадми иорлдксЕИ.'а ноиора1ш в несколько раз еыеэ, чьи для легких атоиов, то К,^ > К^ Жад,^ • Данный факт подозревает

знзчятеяьно более иаскай энаргопклад в болев тякэлую Kneoia. и болэа s$¡¿®kthbkuS раяограз ее плсзнм.

Откуда сдолгн еизод, что в указанных условиях эксперимент» порог развитая неустойчивости (двугплазьгашгаго распада или КСР) определяется конкуренцией двух протавополссшх по характеру £зкторсз: i) повийэнаэ пороговой штенсавкостз с увеличением сроднего заряда исков как % ,2) снязенне пороговой

а'-гггп'лсгвкоста благодаря псЕхизнп» тевпэрзтурц элэктрскоз плэзуы как ^р"-1 ie > К результате« дзннсЗ ira-r^yperanri в случая pcwEbfjpauoBoa каиэка является скезшшо пороговсК внтексзпностл, о в случзе алхякгевой ео нйкотороэ псгншзнйо по сравняй» со случаем полиэтиленовой изнэна.

Дащкй вивод подтзерздгетея оцонвзга Totfijeparypa горячих зл<зз:трочоэ плазмы, подучагсася в опит ах в случзо вольфр-зиовсЗ, олз»газ1авой и полиэтиленовой "л-кеня, соотгэтотвенко; 7сН г» 4 ООО аЗ, Те!, (V £00 - COO эВ п Ts¡, 4 DO üB.

Сбнчру.хжо отсугстете rarapai^-ü 7К1 п огглтах с полиэтиленовс;! киггакнэ. В то время как в сдучзэ ьольОрзнсЕоД ^зя:"! зарегистрирована гекгра»ги более г.остсто рентгеновского учэкш (by =1-5 хзв), чем в случае олвлиезвой ииязкк Ь

1,5 кзв). ДгкаЛ факт объясняется ростов радкациогашх потзрь плгзми с увеличением атоикого кокора изанш.

3 третьей и четвертой главах диссертации исследуется эффект лазерного предимпульса а во'зко-.гность изсатлбйровшшя на его осясзз плазменного источника ГСП!.

Обнарухяно и исследочаио ноле нас гэнерацпз в плазме ,ЕРЯ иногсгкчкоесз структур« (ш"'с) , Еоэнакяьдэе вследствие совокупного деЛствия двуз эффектов: плагкэгаюго зеркала (пз) и

лзеаряого прсдаацульса. В §3.1 гшгпако, что путей порора согздта. ycseaaû ксссзрагши: вярьирошгкня вргисиксй ■рязогрззггг^ьго явззркого икптульса оа счэт изишанан ciara газ'оэ «испенсй срсда С05-ласзра и подсшизш шсзш относительно фокум пучка,- «огя» еоб^сять. пнтогрэдыша по врешия

еисд 5ГЕ из плазгш se одая к;страл в 10 раз е боло а за счет хачошштельпгд ютгхос в сйпкдэ ЕККС. Сдзлак вцбод о ïcu, что toauesso воддоргашо а даяьизйзэо развзтяэ ПН, яоэйуздзкксЭ nasspzoî пр^аяудьсси ( длл случая адкыгаевоа iskmkh) qp <i,6-ÏQ^ Вт/с-2 , sa счет аффсиизжог° догрэва ■ плазщ dïhss;

9 /2

кзлучззяш uôEîbxsa ип'сясздягаста ^ ¿C 10 Br/csr, гозшкавдазв

гсгадсуша гф^окта Í13s га "посте" ялозршго ¡шягульса.

'm? укагийвл ноустойтавость рзавазазтсл а области

^зтворта критической плотности. Датой £-о:ст водтвзрддаатсв

з>

ксррояяцгзЗ iipsiэагак фас: пззульсоз LH2ÍC н гариожла: -g-xi^ п oîcyîCTEKsa_ганзрвдет rapraisraj в уславши нвстояцзго

опыта.

Долго, в S3.2 в и чзтьзртой глава показано, что зффэкт двзаркого прздаазаульса шкет бить испояьвосан дкл цасита&проэания OEasüsiüMro Koro'inar-a EPH. Здесь предотзшшш результаты зкспвртемтов по разогреву плазкн дарглзьписсоа а вольфрамовой кяггнзй сзлучгкдаи рэгоноратинного СО^-усшштедя (руУ. I). длюзаш оазудьсоы свободной генерации РУ (длительность основного парадного пока по полушсоте Гр«700 кс, длительность послед/вдай шизе интенсивной чаете r¿ m 4-Б икс, г) цугом ижудьсов 15 ¡длительности кшудьсоз в дуге варьировались от 10 «s до Í.Q на, похиая длительность цуга составляла 5-6 исс). В оЗошс случат: полная знаргзп СО,- усилителя в гладко'!: тэульез н

-ib-

в цуге 51Я7льсов достигала 400 Дк, при этом в нарвем случаь

iO

ентзнслвнссть излучения im шизнк достигала значения ^ «10 BV /6иг , О ЕО втором- <1« (I- з) • 1Вт/сиг.

В указаниях условиях а;сспери1.'знта большак длительности перэдшзго фронта хшпульез свободной генерации РУ Гр =700 не в пзрвсу случае акхз пероднпо кшульсы цуга во втором случао обоспвчнвоя! формирование однородной плаэиы с бодьгди. характерный рязиврои (в несколько сгнтвывтроз). Тзкш обрззок, ссугрствлшю иасптсбпровшяо пязз^.вгаого теточттаа 2KÍ, которой позволило повысить относатзлыгай выход 2KÍ (/ Kiai) р 14 раз по сравнении со случаем плазиы каньших размеров ( в несколько щллтизтров), рззогрзвасиой более коротким (tp -50 не, икс) импульсом С02 - лазера. Показано, что даннъй рост выхода ЗРИ достигсотся благодаря' качественному "улучЕвниэ" ихтуч8Кт,эго плзкгэниого ойсна. Данное утворгдониз основано ва рэглстрацпл Солее кесткого ( h-j =3-5 хэВ) ршптенозского солучокпя в случая иЕситгбнровакия плаогп.', сэдаржзцзй ис;к елаггшия, тогда как з случае плзз'.'Ы зисязшевой nírraira с разиэроа в несколько кяллииатрсв 2PII регистрировалось только б спектральной области hv!=I-l,s кэв.

3 пятой главз нсслодуется з&$вхт icyiiy ялика лазерной плазмы, создаваемой на конической iseseu, и ого злаякао на разгатаэ ноустсйчизсстай я генерация SKI в плагь'з.

В § 5.1 представлены исследования изобрзетжЭ пл?з?л! ( с: пространственный разрешением ± 40 шш ), полученных в ХРИ ( hV 1 — 2 кзв) с поиэщьв канерц-обскури. Дет исследования ТЕДродалаквкп плазма э условиях кумулятивного вффэктэ было иеоЗходгшо варьировать пространствэгоаы-распродедйшец знергев в

-tt-

цздагззш но «Екзакь сватовом пучюг CGj-лазнра. Что осуществлялось üopsjíf-rnibu одюй бз пояобвн пучка набором опрвдеязнного числа илвкошш: сгибателей вз полазтшана. Текло варьировалось пслохшша варшвд конуса относительно фокуса лазарного пучка.

Обнаружишь

1. Разлитая двух тшов хукудвдаи: а) кваззднлшщрагаского ската;, б) оСрзгозашш .куыуявтшиюа струн,- на одной а то2 вв itoiareacKoS игаазга . щгл угла конуса 2<£ « 77* пра различных нсхсгшввд <5«?:уса лагерного пучка относительно взраапш конуса;

2. Яалашэ нскраздовав илазтгаой кумулятивной струи (аналог sai acoro шзданая kjsqctqk 11 фазиса взрыва кумулятивных зарядов^, которое всздекало при вначитальной ассиматрии распределения airaprsa а дадоршц-сучке.

Причина развития двух типов куууляцша при различных «ояокзкеях фокуса лазерного пучка относительно вершины конуса в работе объясняется шшзнвшен условий гидродинамического разлета плагиатам потоков со стенок и вораиш конуса; от 9 тих условен зависит результат последущого стодкновз1шл, саатая а разогрева плазмзншх потоков на оси конуса.

В §5.2 есслвдуется генерация ЯРИ а гармоник лазерного излучения в плазме в условиях, ее кумуляции, В экспериментах на конической алюминиевой мишки обнаружен 10-кратный рост мощности ХР1(, который сопровождался также ростом интенсивности гармоники |цГ„ в 7-9 раз, по сравнению со случаем плоской ышпвни. Болев того замечено снижение порога генерации гармоники от ^р- (8-9). [О8 Вт/cu2 в случае плоской машени до -10® Вт/см2 при аффекте кумуляции плазмы, что сопровождалось снижением порога регистрации сигналов ЕРИ от (¡ ~ • 1$ Вт/п/ до 2-10^ Вт/

/fcu2 , ОООТВЗТСТЗЭ1ШО.

ОЗнярутянный эффект объясняется сннкзнзвц порог» рлззягйе Ш благодаря значительному Еговыгэгаяз тошвратура зляктргкоа плззш ripa еэ куиуляцзя. Данноз обьяснэкяз подтазрядается. оЕдвшсеум : теипэратура горячих электронов плазш, полуэдшпдя Ш5 рентгеновских язьшретЯ, котор^а показшыот сэ 3-ярзгяы® реет: если в случая плоской иязгани 200 — 500 аЗ, ТО в случаи

куиуляцеа плозия кз кскпсской кизст %'л ^ 450—1000 зВ.

И данных опит ai тзнгз, кзя а в зкепериэктах на плоской изгезня, обнаружено отсутстгоэ ганэрацгз гзрггопзки.2Ь£ в пжккз. ДвшшЗ факт позволяет сделать гагоод: а услсюпх зксязрЕдаэтз ПИ', возбуздаекне в области крп--зчвскоа плотности шикки, з , тгяет кеханяза линейке,Ч трансформации t-*l кз развкгалясь, косюиря зтг З-кратнгй рост тамтратура злшетропов шгаг^ы прл вф^жсгв куцулшцяи н знэчлтельноэ пря этой повыишпгэ плотяосет шмегги, которая, счевлдно, достигала критического значащи? PU , о чти сгэдзтсгьствовая рост з ~ ; ,5 раза козф.^тадаэтз отрзге!"х." лазерного азлучетая от плазму .

Поэтому в кестоП глава диссертация п цзяьэ похучтшн яркого плазменного источника ЖРЯ на основа разгзтпл эффективной лялейной траксфорнзция и Coree эффективного развития ПН

¡трл янтенсшпгостях 10,6 iaaj-цзлученпя зга более 10^ Вт/см2 исслпдуется разогрев плазмы излучением одновременно двух лазеров со значительной разницей в длшга волны. В качестве второго дополнительного коротковолнового лазарз использовался Hd-лазер с длиной волы Я =1,06 икы. Здесь использовались импульсн: свободной гензрацин С0г — лазерз с длвтельностьп основного переднего пяка по нолувысотз fp=50 не п длительность*) "хвоста"

-162 икс, я К!е1-лазора с длительностью от 20 нсяк до нескольких дмоятксв лзносакгнд. Разызры фокальнах пятен из поверхности кипвяий была одинаковы, При этой плотности потоков излучэная

10 , о

обоих лазорев составляли 10 Вт/см".

Прн разогреве пласьи излучением только /У-дззора, в отдгае от акспаринзнтов с С0г-лазерои, было оОнврукено отсутствие гекирацпа в плазьяз надтешюзого Н?й. Дагеый факт обьяскяатсл покгекива порога развитая ПН с укорочензои длани во.иьн излучения изкачхи.

Зксаврккангалыю показано, \то в условиях использования ДЯ31ПСХЛ лазерных вшульсов ( Г ^ Ю не), когда существен фактор гндродинанвкы плазмы, при двухволновоы разогрева плаэда наблвдается стрздателыагй эффект:

— обнаружено подавление генерации ЕРИ и гараокнкв \ и

отсутствие генерации гармоники '¿^ излучения С0о — лазера а

_ -

плотной плазме (п>ПС=Ю си ) , образующейся благодаря действию коротковолнового АУ-лазера и эффекту кумулящш ка конической шшзни.

Указанный Еффект иаб.шэдался кесиотря на значительный рост температуры плазмы, которое достигалось е да шеи услокизл эксперимента, о чем сг-лдотельстесвала более высокая (г, несколько раз) амплитуда импульса свечения плазмы в видаиок спектральном диапазоне.

Обиарукгкный эффакг объясняется как результат сильного сверхзвукового течения плотной плазмы, оорзуюпрйся благодаря использоваито дополнительного коротковолнового //с/- лазера и эдикту кумуляции. Объяснение согласуй гсл г ещоодзкл теоретической модели, раз&ктоЯ Н.Е.ДкгрседпЧ, Ь.Л.&ялгом и

Г.Л.СтаичзкоЕШ! fl97f!-I5c5 г.г.} . Сделан гамаод: рззудьтэта яастатаях опытов когут являться плрзим зкспорзшнмяъгкм водтвврздзнгои предсказаний укззазятсЗ. тосрзтичсскся гадвлз. Волга того, ocas« ашагйамаг, что пря свзргзвясовса ргэдзта пястное пязЕиа происходят подавлэкяэ пласпшпзи доз ни толсы'.о в окрестности крчтзчосной плотности, кяя россиатрзиЕяось э но п з области четсзртп крптичесявдД пдотпоста.

7i»33iro, что возагспго паг/чензв патояптежссто яхонта в сгпгтаз по дпугволдзвоиу разогреву алеем» иря потояьгег-окЕЯ го-ротах лазерных оаульссз (Т & 100 по) , потгголяг^тта есжггтп. гадродгмЕ1схческя2 фактор.

В прзлотеива проводятся подход, ЕспользазэзпшЗ да игдеязлпл гсотгеяов гармоник пз спахтрь отрзгзняя и :.'спус:и!:::я а

тскяя статистически:? метод опека интенсивности лазарюго излучения.

В ззя-хчезии дассортзшы с$срмулзр05зны осясвкко ¿-езульглти работы.

и. й-Ч?ОДН

Бпоргьт получены следугояз экспериментальные результаты:

1. ССхзрутсеко нкзкепорогозее развитие ПН а облаете четверта критической плотности и геизрашм ЗГЯ в плазнв с характера« размзрои не менее 1,3 ш, разогреваемой излученаеы С02 -лазераj зарегистрирована пороги генерация гарногпеш излучения C0g-лазерз в случае вольфрамовой, алюяпгиевой я полиэтиленовой дакеки, соответственно: (JMp - (1-3)-Х07Вт/см2,^ =fG-9)-I0 Вт/сн*, Упф* (6-8)-I0SBr/cu¿ .

2. Показано елнкекяе перогз развития ЯН в области четверти

1грнтгчйс;:ой цлотности в 4-5 раз благодаря эффекту лазерного продаяульсв, поэволищзму масаггабирбзЬть плазменный источник ЕШ/ достигнуто расширение спектра рентгеновского излучения в бола о "зссткув" область с повышение выхода ЖШ в 14 рзз при Уввлнчонеи рагшзров плазмы в 10 раз.

3. Обнаружено развитие двух типов кумуляции лазерной плазмы : ква зщзхяндрача ского скатил и образования кумулятивной струнена одной □ той се тонической мипани прс угле конуса 77° при различных полссагшях фокуса лазерного пучка относительно Беркшы конуса.

4. Обнаружено сн«сгэ1ШО порога развития ПН благодаря повышению температуры плазмы в 2 раза при еэ кумуляции и, вследствпи этого, повылшше плотности потоков КРИ в 10 раз и гармоники §иГ„ в 7-9 раз■

5. Обнаружено подавление генерации ЖРИ. гармокшш \ иУ0 и отсуствие генерации гармоники 2Щ, излучения СО^-лззера в плотной плазме ('П. > Пе =10^ см"3), образующейся при одновременной разогреве излучением и С0г -лазеров конической млесни и развитии кумулятивного эффекта; экспериментально подтверждено предсказашюе в работах Н.Е.А1:дреева( Б.П.Силина, Г.Л. Птеичиков'а' подавление плазменных волк при сверхзвуковом разлете плотной плазмы.

к

-fi" ЛПЕРДТУРА

!. V.V.Apollonov, I.Kh.Kazaüov. V.n.Soroc'aenko, Yu.». übpJU г. Rog&neratiy C0Z-atrpHllor wltn regulated duration oi pulane. Procoodigs cX International Ooniorence ort "lacora' 50:', Sari Diego, California, USA. 1990, vul.1, p.254-2ü7.

2. З.З.Аполлонов, К Л. Казаков, В.Р.Сороченно, ii.A.uiawsp. Рогонеративкай Г0г -усилитель с управляемой длптзлыюсть,» пипульсов. fociicu докладов У1 Всесоюзной конференции ''Оатш:а лазеров", Лшшкгряд, IS90, о,413.

3. В. В. Аполлонов, К.Х.Каззков, B.F,Copo4SKKO, Ю.А.'Лекзр. Регенеративный СО?_ -усилитель с управляемой длительность» ншульссз. Квантовая злектрогака, 1991, т Л8, /й3, с,318~3?.0.

4. V.V.Apollcnov, S.I.Dorzhavln, K.Kh.Kasakov, А.Д.31гоШл.1гдо hard X-ray source Ггога C02 -laser pulaeß train produced pimsma. Bullet 1л o.i Джэг1сш1 Phys. Soo., 1991, vol.36, По.?, p. 1939.

5. З.В.Аполлонов, Б.Д.Ергннтккн, С.И. Доргзгзи, КЛ.Каззхои, А,С.Колосников, А.А.Сйраткпн, К.Я.Скобелев, Д.Я.йэонов. Гокяр?дая рентгеновского пз луч оная из пязкш, создаваемой путем потульсо» регенеративного СО^ -усялятвяя. Квантовая электронзка, 1991, тЛ8, /£11, O.I333-I335.

6. В.В.Аполлонов, С.Я. Доргазшг, К.2.Казаков, А.А.Сиротшн. Ивзкопорогспая гекрацеп гагсткого роктгоногского излучения при воздрйстьгп из кч-zm, амучешл COg -лаззря. Пропршгс М0?ЛИ Москва, 1201.

7. V.V.Apollonov, sЛ.iorclir.vln, ?.,Kh.?.azakov. A source oi lmrü Spraye fcaced on th» losMareshoM excitation oi inat3bUlUo3

*

ill a Jucor plasma, I, A ciBGoriotration ol tho prloiplo oonsibility. Laser pJiysice, 1992, vol.2, No.6, p.31-33.

8, V.V.Apollonov, S.I.Derzliavin, K.I&.KBzakov. A cource ol harti X-rays based on the loa-thr-ocholcl excitation of inatabili ties in a laser plasna, II. An effect oi a laser prepule». Laser physics, 1992, vol.?, No.6, p.34-3S.

9. Y.V.Apollonov. S.I.Dsrsliavin, K.Kh.Kasakov. k source of hard X-rayc bacoii, on the low-threshold excitation of instabilities lri 3 laiier placaa, III. An ofiect of planus crraulation. laser physics, 1992, vol.2, No.6, p.37-39.

Ф'

Подписано в печать 2 декабря 1992 года Заказ № 530. Тираж 150 экз. П.л.1.2 Отпечатано в РЛИС Ф11АН Москва,В-333,Ленинский проспект,53