Введение
ГЛАВА 1 Приповерхностная плазма, формируемая фемтосекундным лазерным импульсом умеренной интенсивности как источник ионов. Оценка параметров электронной составляющей плазмы на основе времяпролетных измерений ионных токов 14
1.1 Основные свойства электронов и ионов в плазме, формируемой фемтосекундным лазерным импульсом 14
1.1.1 Поглощение энергии лазерного импульса и нагрев электронов в плазме 14
1.1.2 Ионизация и заряд ионов в плазме 17
1.1.3 Ускорение ионов в лазерной плазме 18
1.2 Экспериментальные методики исследования ионных токов плазмы 20
1.3 Ускорение ионов амбиполярным полем на границе плазма-вакуум. Возможность построения аналитической зависимости для времяпролётного сигнала ионов 23
1.3.1 «Изотермическая» модель разлета ионов. 25
1.3.2. Численное решение задачи гидродинамического разлета плазмы в вакуум: причины появления ионов с бесконечно большой энергией 29
1.3.3 «Адиабатическая» модель разлета ионов. ..31
1.4 Выводы к главе 1 37
ГЛАВА 2 Ускорение и ионизация ионов в плазме, формируемой на поверхности твердотельной очищенной мишени 39
2.1 Особенности эксперимента, проводимого с использованием очищенной мишени. 39
2.1.1 Краткое описание лазерной системы на красителе, проблема контраста в лазерной системе на красителе 39
2.1.2 Оценки времени нагрева и остывания мишени, и времени восстановления загрязняющего слоя после воздействия очищающего лазерного импульса . 40
2.1.3 Описание экспериментальной установки 45
2.2 Увеличение энергии и заряда ионов основного вещества мишени в плазме, формируемой фемтосекундным лазерным импульсом на твердотельной мишени с очищенной поверхностью 47
2.2.1 Сравнение параметров фемтосекундной лазерной плазмы, формируемой на грязной и на чистой мишенях. 47
2.2.2 Результаты эксперимента с кремниевой мишенью 49
2.2.3 Результаты эксперимента с вольфрамовой мишенью 54
2.2.4 Амплитудные модуляции в энергетических спектрах легких ионов. 59
2.3 Формирование плазмы и рекомбинация в разлетающейся плазме. Сравнение с результатами численного моделирования 63
2.4 Влияние амбиполярного поля на ионизацию на резкой границе плазма-вакуум 70
2.5 Основные результаты главы 2 73
ГЛАВА 3 Возможности мишеней в жидкой фазе для создания плазменного ионного и рентгеновского источника с высокой частотой повторения импульсов 76
3.1 Подбор жидкости, используемой в качестве мишени в экспериментах с плазмой ФЛИ 76
3.2 Твердотельная лазерная плазма, формируемая на поверхности вакуумного масла ВМ-1, фемтосекундным лазерным импульсом: рентгеновское излучение и ионные токи. 81
3.2.1 Схема эксперимента. 81
3.2.2 Результаты рентгеновской диагностики плазмы. Сравнение с твердотельной мишенью 83
3.2.3 Результаты времяпролетных измерений ионных токов плазмы. Сравнение с твердотельной мишенью 86
3.2.4 Оптическая диагностика поверхности жидкости после воздействия фемтосекундного лазерного импульса. 89
3.3 Источник рентгеновского излучения из плазмы, сформированной на поверхности галлия в жидком состоянии 93
3.3.1 Схема эксперимента 93
3.3.2. Результаты эксперимента. Возможность создания плазменного источника излучений и ионов с 10 Гц частотой повторения импульсов. 94
3.4 Основные результаты главы 3 100
Заключение 102
Приложение. Оценка средней энергии горячих электронов в плазме по выходу жёсткого рентгеновского излучения 106
Благодарности 110
Список литературы
