Персона: Бухарский, Николай Дмитриевич
Email Address
Birth Date
Результаты поиска
Генерация мощного излучения терагерцевого диапазона с помощью интенсивных фемтосекундных лазерных импульсов
Рассмотрен процесс генерации сверхмощного контролируемого излучения терагерцевого диапазона разрядными токами, возбуждаемыми при облучении мультипетаваттными лазерными импульсами протяжённой мишени заданной геометрии. Показано, что использование нескольких лазерных импульсов позволяет пропорционально увеличить интенсивность излучаемых терагерцевых импульсов при коэффициенте преобразования излучения порядка нескольких процентов. Предложена схема интерференционного усиления терагерцевых импульсов в заданном направлении при синхронном облучении нескольких идентичных мишеней.
Intense widely controlled terahertz radiation from laser-driven wires
Irradiation of a thin metallic wire with an intense femtosecond laser pulse creates a strong discharge wave that travels as a narrow pulse along the wire surface. The travelling discharge efficiently emits secondary radiation with spectral characteristics mostly defined by the wire geometry. Several exemplary designs are considered in the context of generation of intense terahertz radiation with controllable characteristics for various scientific and technological applications. The proposed setup benefits by its robustness, versatility and high conversion efficiency of laser energy to terahertz radiation, which reaches several percent.
Characterization of bright betatron radiation generated by direct laser acceleration of electrons in plasma of near critical density
Directed x-rays produced in the interaction of sub-picosecond laser pulses of moderate relativistic intensity with plasma of near-critical density are investigated. Synchrotron-like (betatron) radiation occurs in the process of direct laser acceleration (DLA) of electrons in a relativistic laser channel when the electrons undergo transverse betatron oscillations in self-generated quasi-static electric and magnetic fields. In an experiment at the PHELIX laser system, high-current directed beams of DLA electrons with a mean energy ten times higher than the ponderomotive potential and maximum energy up to 100 MeV were measured at 1019 W/cm2 laser intensity. The spectrum of directed x-rays in the range of 5ў??60 keV was evaluated using two sets of Ross filters placed at 0‚ш and 10‚ш to the laser pulse propagation axis. The differential x-ray absorption method allowed for absolute measurements of the angular-dependent photon fluence. We report 1013 photons/sr with energies andamp;gt;5 keV measured at 0‚ш to the laser axis and a brilliance of 1021 photons sў??1 mmў??2 mradў??2 (0.1%BW)ў??1. The angular distribution of the emission has an FWHM of 14‚шў??16‚ш. Thanks to the ultra-high photon fluence, point-like radiation source, and ultra-short emission time, DLA-based keV backlighters are promising for various applications in high-energy-density research with kilojoule petawatt-class laser facilities.
On the proton radiography of magnetic fields in targets irradiated by intense picosecond laser pulses
© Published under licence by IOP Publishing Ltd.Proton radiography is a common diagnostic technique in laser-driven magnetic field generation studies. It is based on measuring proton beam deflection in electromagnetic fields induced around the target with the help of radiochromic film stacks. Unraveling information recorded in experimental radiographs and extracting the field profiles is not always a straightforward task. In this paper, some aspects of data analysis by reproducing experimental radiographs in numerical simulations are described. The approach allows determining the field strength and structure in the target area for various target geometries.
Исследование сильно замагниченной релятивистской плазмы в контексте лабораторной астрофизики и управления потоками частиц
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.
Powerful Elliptically Polarized Terahertz Radiation from Oscillating-Laser-Driven Discharge Surface Currents
This work presents a general concept of an intense laser-driven source of strong electromagnetic waves, which can be used for obtaining powerful terahertz radiation with controlled polarization. It is shown that the irradiation of a solid target surface by short relativistic laser pulses at small angles provides the excitation of strong compact relativistic discharge current pulses, propagating in a certain direction. For elliptical targets, this current emits elliptically polarized electromagnetic radiation at a given frequency with the ellipticity and the spectra defined by the target geometry. The proposed setup allows reaching extreme THz intensities and provides easy control of the radiation parameters, making it attractive for various scientific and technological applications.
Advanced plasma target from pre-ionized low-density foam for effective and robust direct laser acceleration of electrons
Диагностика экстремального света
Генерация мощных коротких лазерных импульсов ультрарелятивистской интенсивности (свыше 1020 Вт/см2) с использованием инфраструктуры XCELS и их применение для решения задач лазерно-плазменного взаимодействия и ускорения заряженных частиц, а также задач квантовой электродинамики требуют корректной диагностики параметров лазерного импульса в области взаимодействия при его острой фокусировке. Предлагается подход к измерению ключевых параметров XCELS-пучка, таких как его размер в каустике и пиковая интенсивность лазера. Предлагаемый метод основан на использовании процесса вакуумного ускорения заряженных частиц – электронов и протонов – из фокального объёма. При использовании распределения полей лазерного импульса вблизи его фокуса с помощью дифракционных интегралов Стрэттона –Чу и метода пробных частиц характеристики ускоренных электронов и ионов могут быть определены количественно строго (например, энергии ускоренных частиц и углы их вылета). Последнее позволяет предложить практически доступный экспериментальный метод диагностики излучения в отдельном лазерном выстреле и дизайн XCELS-эксперимента.