О разработке и создании фемтосекундного лазерного модуля…
3
емой достаточно мощным релятивистским лазерным импульсом, стано-
вится принципиально возможным ускорение электронов до энергий по-
рядка 10 ГэВ на одном ускоряющем каскаде.
Рис. 2.
Схема процесса взаимодействия ультракоротких лазерных
импульсов с плазмой [10]
При интенсивностях излучения в диапазоне 10
17
…10
21
Вт/см
2
в ла-
зерном импульсе создаются недоступные ранее сверхсильные электри-
ческие поля, существенно превосходящие атомное электрическое поле
Е
а
=
5,14
10
9
В/см (рис. 3). В этих условиях возникает новая физическая
картина взаимодействия лазерного излучения с плазмой, образующейся
на переднем фронте лазерного импульса или от предымпульсов, при
воздействии на поверхность твердотельной мишени [7]. Лазерное излу-
чение достаточно эффективно трансформируется в потоки быстрых за-
ряженных частиц — электронов и атомарных ионов, взаимодействие
которых с окружающим веществом мишени приводит к генерации
жесткого рентгеновского излучения при ионизации внутренних оболо-
чек атома, к различным ядерным и фотоядерным реакциям. Такая ла-
зерная плазма является источником ионов, обладающих высокой кине-
тической энергией направленного движения [9, 10].
Многозарядные ионы с энергиями вплоть до мегаэлектронвольт
регистрировались в нано- и пикосекундной лазерной плазме твердо-
тельных мишеней [11, 12] при плотности мощности нагревающего
лазерного излучения 10
14
…10
16
Вт/см
2
. Наиболее перспективным
сейчас представляется использование фемтосекундных лазерных им-
пульсов в сочетании с кластерными мишенями [13], обеспечивающими
более эффективное поглощение энергии лазерного импульса по срав-
нению со сплошными мишенями, что позволяет значительно понизить
требования к параметрам лазерных установок, используемых для гене-
рации быстрых ионов.
