О разработке и создании фемтосекундного лазерного модуля кластера «Фемтолаб МГТУ»
Опубликовано: 19.11.2013
Авторы: Локтионов Е.Ю., Павлов А.В., Пасечников Н.А., Протасов Ю.С., Протасов Ю.Ю., Телех В.Д.
Опубликовано в выпуске: #10(22)/2013
DOI: 10.18698/2308-6033-2013-10-1041
Раздел: Машиностроение | Рубрика: Плазменные технологии
Сообщается о создании в учебно-научном центре "Фотонная энергетика" фемтосекундного лазерного модуля кластера "Фемтолаб МГТУ". Назначение модуля - экспериментальные исследования многофакторных оптических, теплофизических, газодинамических, переносных процессов и характеристик активных сред фотонных энергетических установок и их конструкционных материалов в газовакуумных условиях при воздействии на конденсированные, газовые, плазменные среды интенсивного лазерного излучения ультракороткой длительности в широком диапазоне изменения спектрально-энергетических и динамических параметров воздействия.
Литература
[1] Коржиманов А.В., Гоносков А.А., Хазанов Е.А., Сергеев А.М. Горизонты петаваттных лазерных комплексов. Успехи физических наук, 2011, т. 181, № 1, с. 9-32
[2] Хазанов Е.А., Сергеев А.М. Петаваттные лазеры на основе оптических параметрических усилителей: состояние и перспективы. Успехи физических наук, 2008, т. 178, № 9, с. 1006-1011
[3] Malkin V.M., Shvets G., Fisch N.J. Fast Compression of Laser Beams to Highly Overcritical Powers. Physical Review Letters, 1999, vol. 82, no. 22, pp. 4448-4451
[4] Mourou G.A., Fisch N.J., Malkin V.M., Toroker Z., Khazanov E.A., Sergeev A.M., Tajima T., Le Garrec B. Exawatt-Zettawatt pulse generation and applications. Optics Communications, 2012, vol. 285, no. 5, pp. 720-724
[5] Li P.-C., Zhou X.-X., Wang G.-L., Zhao Z.-X. Isolated sub-30-as pulse generation of an He+ ion by an intense few-cycle chirped laser and its high-order harmonic pulses. Physical Review A, 2009, vol. 80, no. 5, p. 053825
[6] Mauritsson J., Remetter T., Swoboda M., Klunder K., L'Huillier A., Schafer K.J., Ghafur O., Kelkensberg F., Siu W., Johnsson P., Vrakking M.J.J., Znakovskaya I., Uphues T., Zherebtsov S., Kling M.F., Lepine F., Benedetti E., Ferrari F., Sansone G., Nisoli M. Attosecond Electron Spectroscopy Using a Novel Interferometric Pump-Probe Technique. Physical Review Letters, 2010, vol. 105, no. 5, p. 053001
[7] Беляев В.С., Крайнов В.П., Лисица В.С., Матафонов А.П. Генерация быстрых заряженных частиц и сверхсильных магнитных полей при взаимодействии сверхкоротких интенсивных лазерных импульсов с твердотельными мишенями. Успехи физических наук, 2008, т. 178, № 8, с. 823-847
[8] Wang X., Zgadzaj R., Fazel N., Li Z., Yi S.A., Zhang X., Henderson W., Chang Y.Y., Korzekwa R., Tsai H.E., Pai C.H., Quevedo H., Dyer G., Gaul E., Martinez M., Bernstein A.C., Borger T., Spinks M., Donovan M., Khudik V., Shvets G., Ditmire T., Downer M.C. Quasi-monoenergetic laser-plasma acceleration of electrons to 2 GeV. Nature Communications, 2013, vol. 4, p. 1988
[9] Macchi A., Borghesi M., Passoni M. Ion acceleration by superintense laser-plasma interaction. Reviews of Modern Physics, 2013, vol. 85, no. 2, pp. 751-793
[10] Daido H., Nishiuchi M., Pirozhkov A.S. Review of laser-driven ion sources and their applications. Reports on Progress in Physics, 2012, vol. 75, no. 5, p. 056401
[11] Sentoku Y., Liseikina T.V., Esirkepov T.Z., Califano F., Naumova N.M., Ueshima Y., Vshivkov V.A., Kato Y., Mima K., Nishihara K., Pegoraro F., Bulanov S.V. High density collimated beams of relativistic ions produced by petawatt laser pulses in plasmas. Physical Review E, 2000, vol. 62, no. 5, p. 7271
[12] Yogo A., Daido H., Bulanov S.V., Nemoto K., Oishi Y., Nayuki T., Fujii T., Ogura K., Orimo S., Sagisaka A., Ma J.L., Esirkepov T.Z., Mori M., Nishiuchi M., Pirozhkov A.S., Nakamura S., Noda A., Nagatomo H., Kimura T., Tajima T. Laser ion acceleration via control of the near-critical density target. Physical Review E, 2008, vol. 77, no. 1, p. 016401-6
[13] Faenov A.Y., Pikuz T.A., Fukuda Y., Kando M., Kotaki H., Homma T., Kawa-se K., Kameshima T., Pirozhkov A., Yogo A., Tampo M., Mori M., Sakaki H., Hayashi Y., Nakamura T., Pikuz J.S.A., Skobelev I.Y., Gasilov S.V., Giulietti A., Cecchetti C.A., Boldarev A.S., Gasilov V.A., Magunov A., Kar S., Borghesi M., Bolton P., Daido H., Tajima T., Kato Y., Bulanov S.V. Submicron ionography of nanostructures using a femtosecond-laser-driven-cluster-based source. Applied Physics Letters, 2009, vol. 95, no. 10, p. 101107-3
[14] Esarey E., Sprangle P., Krall J. Laser acceleration of electrons in vacuum. Physical Review E, 1995, vol. 52, no. 5, pp. 5443-5453
[15] Tajima T., Dawson J.M. Laser Electron Accelerator. Physical Review Letters, 1979, vol. 43, no. 4, pp. 267-270
[16] Wilks S.C., Langdon A.B., Cowan T.E., Roth M., Singh M., Hatchett S., Key M.H., Pennington D., MacKinnon A., Snavely R.A. Energetic proton generation in ultra-intense laser--solid interactions. Physics of Plasmas, 2001, vol. 8, no. 2, pp. 542-549
[17] Snavely R.A., Key M.H., Hatchett S.P., Cowan T.E., Roth M., Phillips T.W., Stoyer M.A., Henry E.A., Sangster T.C., Singh M.S., Wilks S.C., MacKinnon A., Offenberger A., Pennington D.M., Yasuike K., Langdon A.B., Lasinski B.F., Johnson J., Perry M.D., Campbell E.M. Intense High-Energy Proton Beams from Petawatt-Laser Irradiation of Solids. Physical Review Letters, 2000, vol. 85, no. 14, p. 2945
[18] Esirkepov T., Borghesi М., Bulanov S.V., Mourou G., Tajima T. Highly Efficient Relativistic-Ion Generation in the Laser-Piston Regime. Physical Review Letters, 2004, vol. 92, no. 17, p. 175003
[19] Коржиманов А.В., Гоносков А. А., Ким А.В., Сергеев А.М. Об ускорении протонов и легких ионов до энергий ГэВ при взаимодействии сверхсильного лазерного излучения со структурированной плазменной мишенью. Письма в ЖЭТФ, 2007, т. 86, № 9, с. 662-669
[20] Gonoskov A.A., Korzhimanov A.V., Eremin V.I., Kim A.V., Sergeev A.M. Multicascade Proton Acceleration by a Superintense Laser Pulse in the Regime of Relativistically Induced Slab Transparency. Physical Review Letters, 2009, vol. 102, no. 18, p. 184801
[21] Shen B., Li Y., Yu M.Y., Cary J. Bubble regime for ion acceleration in a laser-driven plasma. Physical Review E, 2007, vol. 76, no. 5, p. 055402
[22] Shen B., Zhang X., Sheng Z., Yu M.Y., Cary J. High-quality monoenergetic proton generation by sequential radiation pressure and bubble acceleration. Physical Review Special Topics - Accelerators and Beams, 2009, vol. 12, no. 12, p. 121301
[23] Albright B.J., Yin L., Bowers K.J., Hegelich B.M., Flippo K.A., Kwan T.J.T., Fernandez J.C. Relativistic Buneman instability in the laser breakout afterburner. Physics of Plasmas, 2007, vol. 14, no. 9, p. 094502-4
[24] Krausz F., Ivanov M. Attosecond physics. Reviews of Modern Physics, 2009, vol. 81, no. 1, pp. 163-234
[25] Carman R.L., Forslund D.W., Kindel J.M. Visible Harmonic Emission as a Way of Measuring Profile Steepening. Physical Review Letters, 1981, vol. 46, no. 1, pp. 29-32
[26] Boyd T.J.M., Ondarza-Rovira R. Anomalies in Universal Intensity Scaling in Ultrarelativistic Laser-Plasma Interactions. Physical Review Letters, 2008, vol. 101, no. 12, pp. 125004
[27] Quere F., Thaury C., Monot P., Dobosz S., Martin P., Geindre J.P., Audebert P. Coherent Wake Emission of High-Order Harmonics from Overdense Plasmas. Physical Review Letters. 2006, vol. 96, no. 12, p. 125004
[28] Brunel F. Not-so-resonant, resonant absorption. Physical Review Letters, 1987, vol. 59, no. 1, pp. 52-55
[29] ELI: the Extreme Light Infrastructure european project. URL: http://www.extreme-light-infrastructure.eu
[30] Habs D., Thirolf P.G., Gross M., Allinger K., Bin J., Henig A., Kiefer D., Ma W., Schreiber J. Introducing the fission-fusion reaction process: using a laser-accelerated Th beam to produce neutron-rich nuclei towards the N = 126 waiting point of the r-process. Applied Physics B, 2011, vol. 103, no. 2, pp. 471-484
[31] Pakhomov A.V. Neutrino generation by high-intensity lasers. Journal of Physics G: Nuclear and Particle Physics, 2002, vol. 28, no. 6, pp. 1469-1476
[32] Локтионов Е.Ю., Овчинников А.В., Протасов Ю.Ю., Ситников Д.С. Исследование оптико-теплофизических и газодинамических характеристик фемтосекундной лазерной абляции конструкционных материалов полимерного ряда. Теплофизика высоких температур, 2010, т. 48, № 5, с. 766-778
[33] Локтионов Е.Ю., Овчинников А.В., Протасов Ю.Ю., Ситников Д.С. Экспериментально-диагностический модуль для сверхскоростной комбинированной интерферометрии процессов взаимодействия ультракоротких лазерных импульсов с конденсированными средами в вакууме. Приборы и техника эксперимента, 2010, № 3, с. 104-110
[34] Локтионов Е.Ю., Овчинников А.В., Протасов Ю.Ю., Ситников Д.С. Энергетическая эффективность фемтосекундной лазерной абляции тугоплавких металлов. Журнал прикладной спектроскопии, 2010, т. 77, № 4, с. 604-611
[35] Локтионов Е.Ю., Овчинников А.В., Протасов Ю.Ю., Ситников Д.С. Экспериментальное исследование оптико-газодинамических процессов абляции полимерных материалов ультракороткими лазерными импульсами. Краткие сообщения по физике, 2010, № 3, с. 31-34
[36] Локтионов Е.Ю., Овчинников А.В., Протасов Ю.Ю., Ситников Д.С. Методика экспериментального определения удельного механического импульса отдачи при фемтосекундной лазерной абляции конденсированных сред в вакууме. Приборы и техника эксперимента, 2010, № 4, с. 140-144
[37] Локтионов Е.Ю., Овчинников А.В., Протасов Ю.Ю., Ситников Д.С. Экспериментальное исследование оптомеханических характеристик фемтосекундной лазерной абляции полимеров в атмосферных и вакуумных условиях. Письма в Журнал технической физики, 2010, т. 36, № 13, с. 8-15
[38] Локтионов Е.Ю., Овчинников А.В., Протасов Ю.Ю., Ситников Д.С. О спектрально-энергетической эффективности фемтосекундной лазерной абляции полимеров. Доклады Академии наук, 2010, т. 434, № 1, с. 38-41
[39] Локтионов Е.Ю., Овчинников А.В., Протасов Ю.Ю., Ситников Д.С. Исследование газодинамических процессов фемтосекундного оптического разряда с аблирующей полимерной стенкой в атмосферных и вакуумных условиях. Теплофизика высоких температур, 2011, т. 49, № 3, с. 415-425
[40] Локтионов Е.Ю., Овчинников А.В., Протасов Ю.С., Протасов Ю.Ю., Ситников Д.С. Энергетическая эффективность фемтосекундной лазерной абляции полимерных материалов. Журнал прикладной спектроскопии, 2012, т. 79, № 1, с. 114-121
[41] Локтионов Е.Ю., Овчинников А.В., Протасов Ю.Ю., Ситников Д.С. Исследование оптико-механических характеристик процессов взаимодействия ультракоротких импульсов лазерного излучения с полимерными материалами. Оптика и спектроскопия, 2012, т. 112, № 4, с. 685-692
[42] Локтионов Е.Ю., Овчинников А.В., Протасов Ю.С., Протасов Ю.Ю., Ситников Д. С. Об эффективности преобразования энергии излучения в кинетическую энергию газово-плазменного потока при фемтосекундной лазерной абляции металлов в вакууме. Теплофизика высоких температур, 2013, т. 51, № 6 (в печати)
[43] Локтионов Е.Ю., Протасов Ю.С., Протасов Ю.Ю. Экспериментальное исследование динамики лазерно-индуцированных газово-плазменных потоков при фемтосекундной лазерной абляции меди в вакууме. Оптика и спектроскопия, 2013. т. 115, № 5, с. 159-169
[44] Локтионов Е.Ю., Протасов Ю.Ю., Телех В.Д., Хазиев Р.Р. Комплексная обработка интерферограмм светоэрозионных газово-плазменных потоков в вакууме. Приборы и техника эксперимента, 2013, № 1, с. 53-62