Journal Issue: Квантовая электроника
Загружается...
Volume
2023 - 53
Number
4
Issue Date
Journal Title
Journal ISSN
0368-7147
Том журнала
Том журнала
Квантовая электроника
(2023 - 53)
Статьи
Публикация
Открытый доступ
Эффективная генерация излучения среднего ИК диапазона за счёт доплеровского эффекта при отражении интенсивных лазерных импульсов от околокритической плазмы
(2023) Михейцев, Н. А.; Коржиманов, А. В.
Рассмотрена возможность генерации излучения среднего ИК диапазона за счёт эффекта Доплера при отражении релятивистски интенсивного лазерного излучения планируемой установки XCELS от плазмы околокритической плотности. Показано, что наибольшая эффективность порядка десятых долей процента наблюдается при максимально короткой длительности падающего лазерного импульса и его сверхострой фокусировке в пятно диаметром менее 2 мкм.
Использование двух импульсов позволяет увеличить эффективность в 1.5 – 2 раза. Таким образом, возможна генерация импульсов излучения в области свыше 3 мкм с энергией в несколько джоулей
Публикация
Открытый доступ
Исследование сильно замагниченной релятивистской плазмы в контексте лабораторной астрофизики и управления потоками частиц
(2023) Бухарский, Н. Д,; Корнеев, Ф. А.; Бухарский, Николай Дмитриевич; Корнеев, Филипп Александрович
Рассмотрен один из наиболее эффективных методов лазерной генерации сильно замагниченной горячей плазмы при использовании сверхмощного облучения, достижимого на перспективной установке XCELS. Показано, что использование нескольких импульсов установки позволяет управлять параметрами плазмы, при этом энергетическая эффективность, т. е. отношение энергии магнитного поля к полной энергии лазерного излучения, оказывается ~20%. Полученная
система с релятивистскими замагниченными электронами и магнитными полями до нескольких десятков кТл представляет интерес для лабораторных исследований высокоэнергетичных процессов в астрофизике, в частности
явления релятивистского пересоединения магнитных силовых линий, а также для различных перспективных приложений, например для управления потоками быстрых лазерно-ускоренных частиц.
Публикация
Открытый доступ
Релятивистское магнитное пересоединение в сталкивающихся плазменных облаках, сгенерированных несколькими сверхмощными лазерными импульсами
(2023) Сладков, А. Д.; Коржиманов, А. В.
Проанализирована возможность создания условий для наблюдения релятивистского магнитного пересоединения при использовании двух лазерных импульсов проектируемой установки XCELS. Необходимые условия предполагается создать в схеме, в которой замагниченные потоки плазмы генерируются на задней поверхности тонких твердотельных мишеней за счёт пучков энергетичных электронов, вбрасываемых в глубь мишени полями лазерного импульса и формирующих сильный ток на оси симметрии системы. Показано, что в этом случае возможно получение сгустков плотной плазмы с относительно невысокой (порядка нескольких мегаэлектронвольт) температурой и вмороженным магнитным полем порядка десятков килотесл, так что параметр замагниченности составит несколько единиц.
Публикация
Открытый доступ
Достижение давления более 1 Гбар в мишенях твердотельной плотности при торможении лазерно-ускоренных ионов
(2023) Коржиманов, А. В.; Сладков, А. Д.; Голубев, С. В.
Для параметров лазерных импульсов, которые планируется получить на установке XCELS, проанализирована возможность генерации вещества с высокой плотностью энергии при торможении протонов, ускоренных лазерно-плазменным
методом, в слое вещества с высоким зарядом – золота. Показано, что в этом случае возможно образование вещества
с рекордными значениями давления более 1 Гбар при твердотельной плотности, что соответствует удельному энерговыделению на уровне десятков МДж/г. Особенностью процесса торможения при столь высоком удельном энерговыделении является то, что свойства тормозящего вещества меняются в процессе взаимодействия. Продемонстрировано,
что кратность ионизации ионов золота достигает 40–50, а температура образующейся в результате плазмы – 1 кэВ.
Это приводит к снижению тормозящих способностей вещества и к модификации кривой удельного энерговыделения.
Публикация
Открытый доступ
Взаимодействие лазерного импульса с плазмой в условиях нарушенной аксиальной симметрии
(2023) Дмитриев, Е. О.; Корнеев, Ф. А.; Корнеев, Филипп Александрович; Дмитриев, Егор Олегович
Нелинейное взаимодействие интенсивных лазерных импульсов с веществом может приводить к возбуждению самосогласованного движения зарядов и генерации магнитного поля, остающегося в плазме после прекращения лазерного воздействия. Одним из способов индуцировать азимутальные токи в заданном направлении является внесённое в систему
нарушение аксиальной симметрии. Рассмотрено два способа создания выделенного направления движения зарядов при
взаимодействии, один из которых связан со структурой мишени, а второй – со структурой самого импульса. Для случая сверхмощных мультипетаваттных фемтосекундных лазерных импульсов, соответствующих установке XCELS,
приведены оценки характерных параметров, согласно которым индукция аксиальных магнитных полей может достигать десятков кТл в микрокапиллярных структурированных мишенях, а в случае взаимодействия структурированных
импульсов с однородной плазмой аксиальное магнитное поле порядка десятков Тл может занимать область диаметром в сотни микрометров. Предложены схемы соответствующих экспериментов, обсуждаются возможные приложения