Введение
Глава 1. Исследование особенностей отражательных свойств сферически изогнутых кристаллов, применяемых для диагностики плотной лазерной плазмы 16
1.1 Регистрация спектров рентгеновского излучения лазерной плазмы с высоким пространственным разрешением 16
1.1.1 Рентгеновские фокусирующие спектрометры в диагностике лазерной плазмы 17
1.1.2 Сферически изогнутые кристаллы - как диспергирующие элементы спектрометра 20
1.1.3 Обработка рентгеновских спектров, зарегистрированных в эксперименте 22
1.2 Определение кривой отражения сферически изогнутого кристалла слюды, применяемого для диагностики рентгеновского излучения релятивисткой лазерной плазмы 26
1.2.1 Методика калибровки отражательных свойств кристалла по рентгеновским спектрам излучения плотной лазерной плазмы 28
1.2.2 Влияние кривой отражения сферически-изогнутого кристалла слюды на оценку параметров плотной лазерной плазмы 31
1.3 Измерение характера кривой отражения сферически-изогнутого кристалла -кварца 33
1.3.1 Определение минимума кривой отражения рентгеновского излучения кристалла а-кварца по рентгеновским спектрам излучения плотной лазерной плазмы, зарегистрированным в эксперименте 36
1.3.2 Сравнение измеренного в эксперименте значения для минимума кривой отражения кристалла -кварца c полученными ранее результатами 40
Выводы к главе 1 44
Глава 2 Экспериментальное исследование параметров рентгеновской эмиссии из стальных фольг, облучаемых фемтосекундными лазерными импульсами ПВт- мощности 45
2.1 Лазерная установка J-KAREN-P и комплекс рентгеноспектральной диагностики, используемые для экспериментальных исследований мощного потока рентгеновского излучения и пучков быстрых ионов, формируемых в фемтосекундной лазерной плазме 45
2.1.1. Введение: этапы развития и основная концепция устройства современных лазерных комплексов ПВт- мощности 45
2.1.2 Лазерный комплекс J-KAREN-P 47
2.1.3 Комплекс рентгеноспектральной диагностики на лазерной установке J-KAREN-P 50
2.2 Зависимость интенсивности рентгеновского источника, формируемого при облучении стальных фольг фемтосекундными лазерными импульсами с различной плотностью потока на мишени 52
2.2.1. Регистрация спектров рентгеновского излучения, испускаемых их стальных мишеней при облучении их фемтосекундными лазерными импульсами ПВт-мощности 53
2.2.2 Оценка интенсивности источника рентгеновского излучения, образующегося при воздействии на стальные фольги лазерного импульса с различной плотностью потока 55
2.2.3 Оценка температуры лазерный плазмы по наклону эмиссионного рентгеновского спектра 57
2.3 Влияние лазерного контраста на формирование плазмы многозарядных ионов железа при воздействии фемтосекундный лазерных импульсов ПВт-мощности 63
2.3.1. Влияние лазерного контраста на формирование мощного источника рентгеновского излучения и быстрых ионов в плотной лазерной плазме 65
2.3.2 Эксперимент по исследованию влияния лазерного контраста на образование плазмы многозарядных ионов железа 66
2.3.3 Оценка интенсивности рентгеновского источника, образующегося при облучении стальных фольг лазерными импульсами с низким и нормальным контрастом 69
Выводы к главе 2 72
Глава 3 Рентгеноспектральная диагностика параметров лазерной плазмы, формируемой при облучении стальных фольг фемтосекундными лазерными импульсами релятивистской интенсивности 73
3.1 Методы анализа параметров плотной лазерной плазмы по спектрам 73
3.1.1 Концепция «плазменных зон» 75
3.2 Диагностика параметров плотной лазерной плазмы стали по эмиссионным спектрам рентгеновского излучения 77
3.2.1. Определение параметров плазмы путем сравнения модельного расчета с измеренным в эксперименте спектром, полученным для случая умеренной интенсивности лазерного пучка на поверхности мишени 79
3.2.2 Схема взаимодействия фемтосекундного релятивистского лазерного импульса со стальной мишенью в концепции нескольких плазменных зон 81
3.2.3 Определение параметров плазмы путем сравнения модельного расчета с измеренным в эксперименте спектром, полученным для случая релятивистской интенсивности лазерного пучка на поверхности мишени 83
3.2.4 Обнаружение эффекта поглощения лазерного излучения областью плазмы с релятивисткой критической плотностью 88
Выводы к главе 3 91
Глава 4 Диагностика мощного источника рентгеновского излучения, формируемого при облучении твердотельных фольг ультракороткими лазерными импульсами ПВт мощности, по рентгеновским спектрам, содержащим линии излучения полых ионов 92
4.1 Диагностический потенциал спектров полых ионов для исследования вещества в «экстремальном» состоянии 92
4.1.1 Типы полых ионов и положение их линий в рентгеновском спектре излучения плазмы 92
4.1.2 Механизмы возбуждения полых ионов 94
4.1.3 Наблюдение спектров полых ионов в лазерной плазме 95
4.1.4 Механизм формирования мощного рентгеновского источника в лазерной плазме 98
4.2 Формирование сверхъяркого источника рентгеновского излучения при облучении кремниевых фольг пикосекундными импульсами ПВт-мощности мощности и, его диагностика по спектрам, содержащим линии переходов в полых ионах нового типа - Ридберговских полых ионов 100
4.2.1 Регистрации спектров рентгеновского излучения кремниевой лазерной плазмы в эксперименте 101
4.2.2 Определение параметров кремниевой плазмы путем сравнения модельного расчета с измеренными в эксперименте спектрами 104
4.2.3 Ридберговские полые ионы 108
4.2.4 Оценка влияния горячих электронов на формирование состояний полых ионов в кремниевой плазме 110
4.2.5 Диагностика мощного источника рентгеновского излучения, формируемого в кремниевой плазме по спектрам, содержащим линии полых ионов 111
4.3 Формирование плазмы с определяющей ролью радиационных процессов при облучении тонких алюминиевых фольг фемтосекундными лазерными импульсами ПВт-мощности 114
4.3.1 Схема формирования и диагностики сверхъяркого источника рентгеновского излучения в эксперименте 115
4.3.2 Определение параметров Al лазерной плазмы путем сравнения модельного расчета, выполненного в концепции «плазменных зон», с измеренным в эксперименте спектром 117
4.3.3 Диагностика рентгеновского источника, формируемого в алюминиевой плазме, по спектрам, содержащим линии полых ионов 119
Выводы к главе 4 121
Заключение 123
Литература 125
