О разработке и создании фемтосекундного лазерного модуля…
7
ностью твердотельной мишени происходит генерация электронных
сгустков, распространяющихся в глубь плазмы [28]. Эти сгустки при
наличии градиента концентрации способны возбуждать плазменные
колебания, частота которых кратна частоте следования сгустков,
определяемой, в свою очередь, частотой лазерного импульса, поэто-
му эти плазменные колебания могут излучать электромагнитные
волны той же частоты. Таким образом, происходит генерация гармо-
ник вплоть до гармоник плазменной частоты, соответствующей мак-
симальной концентрации электронов в мишени.
О применении петаваттных лазерных импульсов.
Создавае-
мые во всем мире петаваттные лазеры уже в ближайшее время станут
инструментом для освоения новой области знаний — физики экстре-
мальных световых полей [29]. В будущем петаваттные лазеры могут
быть использованы в качестве ускорителей заряженных частиц для
фундаментальных исследований, военно-технических и медицинских
приложений. Эти и другие потенциальные приложения, а также зна-
чительный прогресс в области петаваттных лазеров вызывают инте-
рес коммерческих фирм к освоению этого диапазона, что еще больше
ускоряет развитие лазерных технологий. Все это позволяет надеять-
ся, что через 5
10 лет петаваттные лазеры перестанут быть экзотикой
и станут доступными для многих лабораторий во всем мире. Уже
сейчас начаты разработки экса- и зеттаваттных установок [4].
Потенциальные преимущества применения фемтосекундных им-
пульсов лазерного излучения для абляции конструкционных матери-
алов энергоустановок высокой плотности мощности связаны с суще-
ствованием режимов воздействия, при которых отсутствует плазмен-
ная экранировка падающего когерентного излучения, и с малой
глубиной прогрева аблирующего вещества за время лазерного воз-
действия. Следствием этого являются незначительность или полное
отсутствие жидкой фазы, возможность непосредственной передачи
энергии излучения в тонкий слой испаряемого конденсированного
вещества и высокая пространственная локализация лазерного воздей-
ствия, ограниченная лишь дифракционными эффектами. Кроме того,
импульсная фемтосекундная лазерная абляция является мощным
научным инструментом и представляет общефизический интерес, так
как открывает новые возможности в области неравновесной термо-
динамики, генерации наноструктур, ускорительной техники, лабора-
торного моделирования процессов в звездных атмосферах, вспышках
сверхновых звезд и др. [9, 10].
Лазерные ускорители заряженных частиц могут в ряде приложений
заменить традиционные ускорители, позволяя сделать получение высо-
коэнергетичных частиц более дешевым и управляемым по времени, а
также повысить пространственное качество пучков. Последнее пре-
имущество крайне важно для протонной радиографии с микрометро-
вым разрешением, например для регистрации конфигурации электриче-
ских и магнитных полей в плазме. Управление временн
û
ми характери-
