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

2020, Nuter, R., Korneev, P., Dmitriev, E., Thiele, I., Корнеев, Филипп Александрович, Дмитриев, Егор Олегович

Three-dimensional "particle in cell" simulations show that a quasistatic magnetic field can be generated in a plasma irradiated by a linearly polarized Laguerre-Gauss beam with a nonzero orbital angular momentum (OAM). Perturbative analysis of the electron dynamics in the low intensity limit and detailed numerical analysis predict a laser to electrons OAM transfer. Plasma electrons gain angular velocity thanks to the dephasing process induced by the combined action of the ponderomotive force and the laser induced-radial oscillation Similar to the "direct laser acceleration," where Gaussian laser beams transmit part of its axial momentum to electrons, Laguerre-Gaussian beams transfer a part of their orbital angular momentum to electrons through the dephasing process.

2020, Tikhonchuk, V. T., Nuter, R., Korneev, P., Dmitriev, E., Корнеев, Филипп Александрович, Дмитриев, Егор Олегович

© 2020 Elsevier B.V.Electromagnetic waves, in addition to the energy and momentum, can also carry an orbital angular momentum (OAM). Transfer of these quantities from laser to particles may find various applications. There are similarities between the process of OAM transfer from laser to electrons and a direct electron acceleration in a relativistic electromagnetic wave packet. In this paper, by using a numerical integration of electron's equation of motion, we present a general analysis of the energy and momentum transfer from a laser wave packet carrying orbital angular momentum to electrons. The theoretical model demonstrates that relation between the transfer of the axial and orbital angular momenta from laser to electrons depends strongly on the laser waveform and polarization.