Shirokodiapazonnaya rentgenovskaya diagnostika relyativistskoy lazernoy plazmy

Мұқаба

Дәйексөз келтіру

Толық мәтін

Ашық рұқсат Ашық рұқсат
Рұқсат жабық Рұқсат берілді
Рұқсат жабық Тек жазылушылар үшін

Аннотация

Проведены абсолютные измерения спектра рентгеновского излучения плазмы, формируемой высокоинтенсивным фемтосекундным лазерным излучением на поверхности твердотельной мишени, в широком диапазоне параметров взаимодействия при варьировании интенсивности и контраста лазерного импульса. Впервые в едином эксперименте получено энергетическое распределение потока квантов из плазмы, создаваемой на металлической мишени, в диапазоне от 0.1 кэВ до 1 МэВ и выше. На основе полученных данных дан анализ физических процессов, протекающих в области взаимодействия. Получены оценки температуры фоновых и горячих электронов плазмы, исследована их роль в генерации потока квантов и эффективности конверсии лазерного излучения в различные диапазоны. Обнаружена тесная связь наблюдаемых результатов с контрастом и пиковой интенсивностью лазерного излучения.

Әдебиет тізімі

  1. I. Yu. Kostyukov, E. A. Khazanov, A. A. Shaikin, A. G. Litvak, and A. M. Sergeev, Bull. Lebedev Phys. Inst. 50, 635 (2023); https://doi.org/10.3103/S1068335623180136.
  2. L. J. Waxer, D. N. Maywar, J. H. Kelly, T. J. Kessler, B. E. Kruschwitz, S. J. Loucks, R. L. McCrory, D. D. Meyerhofer, S. F. B. Morse, C. Stoeckl and J. D. Zuegel, Opt. Photonics News 16, 30 (2005); https://doi.org/10.1364/OPN.16.7.000030.
  3. K. Batani, D. Batani, X. T. He, and K. Shigemori, Matter Radiat. Extremes 7, 013001 (2021); https://doi.org/10.1063/5.0078895.
  4. O. Renner and F. B. Rosmej Matter, Radiat. Extremes 4, 024201 (2019); https://doi.org/10.1063/1.5086344.
  5. A. S. Martynenko, S. A. Pikuz, I. Yu. Skobelev et al. (Collaboration), Matter Radiat. Extremes 6, 014405 (2021); https://doi.org/10.1063/5.0025646.
  6. K. Burdonov, G. Revet, R. Bonito et al. (Collaboration), A&A 642, A38 (2020); https://doi.org/10.1051/0004-6361/202038189.
  7. H. Takabe and Y. Kuramitsu, High Power Laser Sci. Eng. 9, e49 (2021); https://doi.org/10.1017/hpl.2021.35.
  8. Q. Ain, S. Li, M. Mirzaie, and N. A. M. Hafz, IEEE Trans. Nucl. Sci. 65, 2671 (2018); https://doi.org/10.1109/TNS.2018.2869558.
  9. V. G. Nedorezov, S. G. Rykovanov, and A. B. Savel’ev, UFN 191, 1281 (2021); https://doi.org/10.3367/UFNe.2021.03.038960.
  10. A. V. Brantov and V. Y. Bychenkov, Plasma Phys. Rep. 39, 698 (2013); https://doi.org/10.1134/S1063780X13090018.
  11. F. Barbato, S. Atzeni, D. Batani, D. Bleiner, G. Boutoux, C. Brabetz, P. Bradford, D. Mancelli, P. Neumayer, A. Schiavi, J. Trela, L. Volpe, G. Zeraouli, N. Woolsey, and L. Antonelli, Sci. Rep. 9, 18805 (2019); https://doi.org/10.1038/s41598-019-55074-1.
  12. P. Gibbon and E Forster, Plasma Phys. Control. Fusion 38, 769 (1996); https://doi.org/10.1088/0741-3335/38/6/001.
  13. F.N. Beg, A.R. Bell, A.E. Dangor, C.N. Danson, A. P. Fews, M. E. Glinsky, B. A. Hammel, P. Lee, P. A. Norreys, and M. Tatarakis, Phys. Plasmas 4, 447 (1997); https://doi.org/10.1063/1.872103.
  14. G. Malka, E. Lefebvre, and J. L. Miquel, Phys. Rev. Lett. 78, 3314 (1997); https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.78.3314.
  15. F. Brunel, Phys. Rev. Lett. 59, 52 (1987); https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.59.52.
  16. S. Singh, C. D. Armstrong, N. Kang et al. (Collaboration), Plasma Phys. Control. Fusion 63, 035004 (2021); https://doi.org/10.1088/1361-6587/abcf7e.
  17. B. Borm, D. Khaghani, and P. Neumayer, Phys. Plasmas 26, 023109 (2019); https://doi.org/10.1063/1.5081800.
  18. S. Z. Yi, J. Q. Dong, L. Jiang, Q. S. Huang, E. F. Guo, and W. Z. S. Matter, Radiat. Extremes 7, 015902 (2022); https://doi.org/10.1063/5.0062758.
  19. F. Dorchies, K. Ta Phuoc, and L. Lecherbourg, Struct. Dyn. 10, 054301 (2023); https://doi.org/10.1063/4.0000202.
  20. S. Ter-Avetisyan, L. Romagnani, M. Borghesi, M. Schnurer, and P. V. Nickles, Nucl. Instrum. Meth. Sec. A 623, 709 (2010); https://doi.org/10.1016/j.nima.2010.02.094.
  21. S. S. Harilal, M. C. K. K. Anoop, R. C. Rev. Mod. Phys. Phillips, D. H. Froula, Issac, and F. N. Beg, 94, 035002 (2022); https://doi.org/10.1103/RevModPhys.96.019901.
  22. D. R. Rusby, C. D. Armstrong, C. M. Brenner, R. J. Clarke, P. McKenna, and D. Neely, Rev. Sci. Instrum. 89, 073502 (2018); https://doi.org/10.1063/1.5019213.
  23. K. A. Ivanov, S. A. Shulyapov, A. A. Turinge, A. V. Brantov, D. S. Uryupina, R. V. Volkov, A. V. Rusakov, R. M. Djilkibaev, V. G. Nedorezov, V. Yu. Bychenkov, and A. B. Savel’ev, Contrib. Plasma Phys. 53, 116 (2013); https://doi.org/10.1002/ctpp.201310023.
  24. S. Yi, H. Du, H. Si, Y. Yu, J. Xiong, and Z. Wang, Photonics 10, 1054 (2023); https://doi.org/10.3390/photonics10091054.
  25. R. J. Clarke, P. T. Simpson, S. Kar, J. S. Green, C. Bellei, D. C. Carroll, B. Dromey, S. Kneip, K. Markey, P. McKenna, W. Murphy, S. Nagel, L. Willingale and M. Zepf, Nucl. Instrum. Meth. Sec. A 585, 117 (2008); https://doi.org/10.1016/j.nima.2007.11.015.
  26. X. Llopart, J. Alozy, R. Ballabriga, M. Campbell, R. Casanova, V. Gromov, E. H. M. Heijne, T. Poikela, E. Santin, V. Sriskaran, L. Tlustos, and A. Vitkovskiy, J. Inst. 17, C01044 (2022); https://doi.org/10.1088/1748-0221/17/01/C01044.
  27. K. Sakhatskyi, B. Turedi, G. J. Matt, E. Wu, A. Sakhatska, V. Bartosh, M. N. Lintangpradipto, R. Naphade, I. Shorubalko, O. F. Mohammed, S. Yakunin, O. M. Bakr, and M. V. Kovalenko, Nature Photon. 17, 510 (2023); https://doi.org/10.1038/s41566-023-01207-y.
  28. K. A. Ivanov, I. N. Tsymbalov, A. M. Lapik, A. L. Polonsky, A. V. Rusakov, A. A. Turinge, O. P. Ivanov, A. B. Savel’ev-Trofimov, and V. G. Nedorezov. Phys. Part. Nuclei 49, 581 (2018); https://doi.org/10.1134/S1063779618040305.
  29. A. Jullien, O. Albert, F. Burgy, G. Hamoniaux, J.-P. Rousseau, J.-P. Chambaret, F. Auge-Rochereau, G. Cheriaux, J. Etchepare, N. Minkovski, and S. M. Saltiel, Opt. Lett. 30, 920 (2005); https://doi.org/10.1364/OL.30.000920.
  30. A. A. Kologrivov, A. A. Rupasov, and G. V. Sklizkov, Nucl. Instrum. Methods Phys. Res. A 916, 313 (2019); https://doi.org/10.1016/j.nima.2018.10.201.
  31. A. Zavorotnyi and A. Savel’ev, J. Instrum. 18, P03042 (2023); https://doi.org/10.1088/1748-0221/18/03/P03042.
  32. K. A. Ivanov, S. A. Shulyapov, P. A. Ksenofontov, I. N. Tsymbalov, R. V. Volkov, A. B. Savel’ev, A. V. Brantov, V. Yu. Bychenkov, A. A. Turinge, A. M. Lapik, A. V. Rusakov, R. M. Djilkibaev, and V. G. Nedorezov, Phys. Plasmas 21, 093110 (2014); http://dx.doi.org/10.1063/1.4896348.
  33. K. A. Ivanov, I. N. Tsymbalov, S. A. Shulyapov, D. A. Krestovskikh, A. V. Brantov, V. Yu. Bychenkov, R. V. Volkov, and A. B. Savel’ev, Phys. Plasmas 24, 063109 (2017); http://dx.doi.org/10.1063/1.4986101.
  34. M. Schnurer, R. Nolte, T. Schlegel, M. P. Kalachnikov, P. V. Nickles, P. Ambrosi, and W. Sandner, J. Phys. B 30, 4653 (1997); https://doi.org/10.1088/0953-4075/30/20/025.
  35. D. Giulietti and L. A. Gizzi, Riv. Nuovo Cim. 21, 1 (1998); https://doi.org/10.1007/BF02874624.
  36. W. Lisowski, A. H. J. van Den Berg, L. J. Hanekamp, and A. van Silfhout, Surf. Interface Anal. 19, 93 (1992); https://doi.org/10.1002/sia.740190121.
  37. G. H. McCall, J. Phys. D 15, 823 (1982); https://doi.org/10.1088/0022-3727/15/5/012.
  38. C. Zulick, B. Hou, F. Dollar, A. Maksimchuk, J. Nees, A. G. R. Thomas, Z. Zhao, and K. Krushelnick, New J. Phys. 15, 123038 (2013); https://doi.org/10.1088/1367-2630/15/12/123038.
  39. D. Batani and A. Morace, Nucl. Instrum. Methods Phys. Res. A 623, 699 (2010); https://doi.org/10.1016/j.nima.2010.02.096.
  40. V. M. Gordienko, I. M. Lachko, P. M. Mikheev, A. B. Savel’ev, D. S. Uryupina, and R. V. Volkov, Plasma Phys. Control. Fusion 44, 2555 (2002); https://doi.org/10.1088/0741-3335/44/12/305.
  41. K. Wharton, S. Hatchett, S. Wilks, M. Key, J. Moody, V. Yanovsky, A. Offenberger, B. Hammel, M. Perry, and C. Joshi, Phys. Rev. Lett. 81, 822 (1998); https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.81.822.
  42. M. M. Murnane, H. C. Kapteyn, and R. W. Falcone, Phys. Rev. Lett. 63, 339 (1989); https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.63.339.
  43. Ch. Reich, P. Gibbon, I. Uschmann, and E. Forster, Phys. Rev. Lett. 84, 4846 (2000); https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.84.4846.
  44. P. K. Singh, Y. Q. Cui, A. Adak, A. D. Lad, G. Chatterjee, P. Brijesh, Z. M. Sheng, and G. R. Kumar, Sci. Rep. 5, 17870 (2016); https://doi.org/10.1038/srep17870.
  45. M. Gambari, R. Clady, L. Videau, O. Uteza, A. Ferre, and M. Sentis, Sci. Rep. 11, 23318 (2021); https://doi.org/10.1038/s41598-021-02585-5.
  46. Y. Azamoum, V. Tcheremiskine, R. Clady, A. Ferre, L. Charmasson, O. Uteza, and M. Sentis, Sci. Rep. 8, 4119 (2018); https://doi.org/10.1038/s41598-018-22487-3.
  47. Z. Y. Ge, W. Yu, H. B. Zhuo, C. T. Zhou, Y. Y. Ma, X. H. Yang, T. P. Yu, D. B. Zou, S. X. Luan, Y. Yin, F. Q. Shao and X. J. Peng, Phys. Plasmas 20, 073301 (2013); https://doi.org/10.1063/1.4813254.
  48. L. M. Chen, M. Kando, M. H. Xu, Y. T. Li, J. Koga, M. Chen, H. Xu, X. H. Yuan, Q. L. Dong, Z. M. Sheng, S. V. Bulanov, Y. Kato, J. Zhang, and T. Tajima, Phys. Rev. Lett. 100, 045004 (2008); https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.100.045004.
  49. X. Liu and D. Umstadter, Phys. Rev. Lett. 69, 1935 (1992); https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.69.1935.
  50. V. Yu. Bychenkov, W. Rozmus, V. T. Tikhonchuk, and A. V. Brantov, Phys. Rev. Lett. 75, 4405 (1995); https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.75.4405.
  51. M. Sherlock, A. R. Bell, R. J. Kingham, A. P. L. Robinson, and R. Bingham, Phys. Plasmas 14, 102708 (2007); https://doi.org/10.1063/1.2774821; https://doi.org/10.1063/1.277482130.
  52. O.N. Rosmej, Z. Samsonova, S. Hofer et al. (Collaboration), Phys. Plasmas 25, 083103 (2018); https://doi.org/10.1063/1.5027463.
  53. N. Higashi, N. Iwata, T. Sano, K. Mima, and Y. Sentoku, Phys. Rev. E 105, 055202 (2022); https://doi.org/10.1103/PhysRevE.105.055202.
  54. J. J. Honrubia, C. Alfonsin, L. Alonso, B. Perez, and J. A. Cerrada, Laser Part. Beams 24, 217 (2006); https://doi.org/10.1017/S0263034606060319.
  55. W. Rozmus and V. T. Tikhonchuk, Phys. Rev. A 42, 7401 (1990); https://doi.org/10.1103/PhysRevA.42.7401.
  56. M. M. Murnane, H. C. Kapteyn, and R. W. Falcone, Phys. Fluids B 3, 2409 (1991); https://doi.org/10.1063/1.859611.
  57. K. A. Ivanov, I. M. Gavrilin, R. V. Volkov, S. A. Gavrilov, and A. B. Savel’ev, Laser Phys. Lett. 18, 075401 (2021); https://doi.org/10.1088/1612-202X/ac034a.
  58. D. Drouin, A. R. Couture, D. Joly, X. Tastet, V. Aimez, and R. Gauvin, Scanning 29, 92 (2007); https://doi.org/10.1002/sca.20000.
  59. T. Higashiguchi, C. Rajyaguru, S. Kubodera, W. Sasaki, N. Yugami, T. Kikuchi, S. Kawata, and A. Andreev, App. Phys. Lett. 86, 231502 (2005); https://doi.org/10.1063/1.1947890.
  60. P. W. Wachulak, A. Bartnik, H. Fiedorowicz, P. Rudawski, R. Jarocki, J. Kostecki, and M. Szczurek, Nucl. Instrum. Methods B 268, 1692 (2010); https://doi.org/10.1016/j.nimb.2010.02.002.
  61. G. Arai, H. Hara, T. Hatano, T. Ejima, W. Jiang, H. Ohashi, S. Namba, A. Sunahara, A. Sasaki, M. Nishikino, G. O’Sullivan, and T. Higashiguchi, Opt. Express 26, 27748 (2018); https://doi.org/10.1364/OE.26.027748.

Қосымша файлдар

Қосымша файлдар
Әрекет
1. JATS XML
Жүктеу

© Российская академия наук, 2025

Согласие на обработку персональных данных

 

Используя сайт https://journals.rcsi.science, я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных») даю согласие на обработку персональных данных на этом сайте (текст Согласия) и на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика» (текст Согласия).