Влияние положения фокуса на формирование преплазмы и ускорение ионов при лазерном облучении плоской мишени

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Экспериментально и расчетно-теоретически продемонстрирована возможность повышения энергии протонов, ускоряемых фемтосекундным лазерным импульсом мощностью 60ТВт, за счет выбора оптимального положения пятна фокусировки относительно поверхности облучаемой мишени при заданном наносекундном пьедестале, обусловленном усиленным спонтанным излучением. Это положение определяется как наилучший вариант фокусировки, обеспечивающий достаточно эффективное согласование падающего и захваченного преплазмой лазерного излучения в условиях возникающих самосогласованных пространственных профилей преплазмы и кратера (т.е. оставшейся толщины мишени) на облучаемой поверхности. При этом фокальное пятно не лежит на поверхности мишени, а сдвинуто в преплазму, что позволяет в 1.5 раза поднять максимальную энергию протонов.

Об авторах

К. В Сафронов

Федеральное государственное унитарное предприятие “Российский Федеральный Ядерный Центр – Всероссийский научно–исследовательский институт технической физики имени академика Е.И. Забабахина”

Снежинск, Россия

А. В Брантов

Физический институт им. П.Н.Лебедева РАН

Email: brantovav@lebedev.ru
Москва, Россия

В. А Флегентов

Федеральное государственное унитарное предприятие “Российский Федеральный Ядерный Центр – Всероссийский научно–исследовательский институт технической физики имени академика Е.И. Забабахина”

Снежинск, Россия

Н. Н Шамаева

Федеральное государственное унитарное предприятие “Российский Федеральный Ядерный Центр – Всероссийский научно–исследовательский институт технической физики имени академика Е.И. Забабахина”

Снежинск, Россия

С. А Горохов

Федеральное государственное унитарное предприятие “Российский Федеральный Ядерный Центр – Всероссийский научно–исследовательский институт технической физики имени академика Е.И. Забабахина”

Снежинск, Россия

А. С Тищенко

Федеральное государственное унитарное предприятие “Российский Федеральный Ядерный Центр – Всероссийский научно–исследовательский институт технической физики имени академика Е.И. Забабахина”

Снежинск, Россия

Д. О Замураев

Федеральное государственное унитарное предприятие “Российский Федеральный Ядерный Центр – Всероссийский научно–исследовательский институт технической физики имени академика Е.И. Забабахина”

Снежинск, Россия

Н. А Федоров

Федеральное государственное унитарное предприятие “Российский Федеральный Ядерный Центр – Всероссийский научно–исследовательский институт технической физики имени академика Е.И. Забабахина”

Снежинск, Россия

С. Ф Ковалева

Федеральное государственное унитарное предприятие “Российский Федеральный Ядерный Центр – Всероссийский научно–исследовательский институт технической физики имени академика Е.И. Забабахина”

Снежинск, Россия

А. Л Шамраев

Физический институт им. П.Н.Лебедева РАН

Москва, Россия

С. И Глазырин

Физический институт им. П.Н.Лебедева РАН; Федеральное государственное унитарное предприятие “Всероссийский научно–исследовательский институт автоматики им. Н.Л.Духова”

Москва, Россия; Москва, Россия

М. А Ракитина

Физический институт им. П.Н.Лебедева РАН

Москва, Россия

В. Ю Быченков

Физический институт им. П.Н.Лебедева РАН; Федеральное государственное унитарное предприятие “Всероссийский научно–исследовательский институт автоматики им. Н.Л.Духова”

Москва, Россия; Москва, Россия

Список литературы

  1. H. Daido, M. Nishiuchi, and A. S. Pirozhkov Rep. Prog. Phys. 75, 056401 (2002).
  2. A. Macchi, M. Borghesi, and M. Passoni, Rev. Mod. Phys. 85, 751 (2013).
  3. A. Maksimchuk, S. Gu, K. Flippo, D. Umstadter, and V.Y. Bychenkov, Phys. Rev. Lett. 84, 4108 (2000).
  4. Y. Sentoku, V.Y. Bychenkov, K. Flippo, A. Maksimchuk, K. Mima, G. Mourou, Z.M. Sheng, and D. Umstadter, Appl. Phys. B. 74, 207 (2002).
  5. M. Kaluza, J. Schreiber, M. I.K. Santala, G.D. Tsakiris, K. Eidmann, J. Meyer-ter-Vehn, and K. J. Witte, Phys. Rev. Lett. 93, 045003 (2004).
  6. A. Yogo, H. Daido, A. Fukumi et al. (Collaboration), Phys. Plasmas. 14, 043104 (2007).
  7. O. Lundh, F. Lindau, A. Persson, C.-G. Wahlstr?m, P. McKenna, and D. Batani, Phys. Rev. E. 76, 026404 (2007).
  8. D. Batani, R. Jafer, M. Veltcheva, R. Dezulian, O. Lundh, F. Lindau, A. Persson, K. Osvay, C.-G. Wahlstr¨om, D.C. Carroll, P.McKenna, A. Flacco, and V. Malka, New J. Phys. 12, 045018 (2010).
  9. T. Zh. Esirkepov, J.K. Koga, A. Sunahara et al. (Collaboration) Nucl. Instrum. Methods Phys. Res. A 745, 150 (2014).
  10. D. Wang, Y. Shou, P. Wang, J. Liu, Ch. Li, Zh. Gong, R. Hu, W. Ma, and X. Yan, Sci. Rep. 8, 2536 (2018).
  11. P. Hadjisolomou, I.P. Tsygvintsev, P. Sasorov, V. Gasilov, G. Korn, and S.V. Bulanov, Phys. Plasmas 27, 013107 (2020).
  12. P. McKenna, D.C. Carroll, O. Lundh, F. N¨urnberg, K. Markey, S. Bandyopadhyay, D. Batani, R.G. Evans, R. Jafer, and S. Kar, Laser and Particle Beams 26, 591 (2008).
  13. Y. Glinec, G. Genoud, O. Lundh, A. Persson, and C.-G. Wahlstr¨om, Appl. Phys. B 93, 317 (2008).
  14. Q. Liao, M. J. Wu, Z. Gong et al. (Collaboration), Phys. Plasmas 25, 063109 (2018).
  15. P. Wang, Y. Gao, Y. Shou, Z. Pan, S. Xu, D. Wang, J. Liu, Z. Cao, Za. Mei, D. Kong, Y. Geng, Y. Zhao, H. Lu, C. Lin, X. Yan, and W. Ma, J. Phys. Conf. Ser. 1350, 012063 (2019).
  16. L.A. Gizzi, E. Boella, L. Labate, F. Baffigi, P. J. Bilbao, F. Brandi, G. Cristoforetti, A. Fazzi, L. Fulgentini, D. Giove, P. Koester, D. Palla, and P. Tomassini, Sci Rep. 11, 13728 (2021).
  17. A. Higginson, R. Wilson, J. Goodman, M. King, R. J. Dance, N. M.H. Butler, C.D. Armstrong, M. Notley, D.C. Carroll, Y. Fang, X.H. Yuan, D. Neely, R. J. Gray, and P. McKenna, Plasma Phys. Control Fusion 63, 114001 (2021).
  18. S.C. Wilks, A.B. Langdon, T.E. Cowan, M. Roth, M. Singh, S. Hatchett, M.H. Key, D. Pennington, A. MacKinnon, and R.A. Snavely, Phys. Plasmas 8, 542 (2001).
  19. M.M. Basko, Phys. Plasmas 8, 542 (2018).
  20. A.V. Brantov, E.A. Govras, V.Yu. Bychenkov, and W. Rozmus, Phys. Rev. Accel. Beams ST 30, 123306 (2015).
  21. С.И. Глазырин, М.А. Ракитина, А.В. Брантов, Физика плазмы 51(1) (2025), в печати.
  22. R.M. More, K.H. Warren, D.A. Young, and G.B. Zimmerman, Phys. Fluids 31, 3059 (1988)
  23. В.Ю. Быченков, В. Ф. Ковалев, Письма в ЖЭТФ 120, 346 (2024).
  24. В.Ю. Быченков, М. Г. Лобок, Письма вЖЭТФ 114, 650 (2021).
  25. M.H. Xu, Y.T. Li, D.C. Carroll et al. (Collaboration), Appl. Phys. Lett 100, 084101 (2012).
  26. B. Aurand, L. Senje, K. Svensson, M. Hansson, A. Higginson, A. Gonoskov, M. Marklund, A. Persson, O. Lundh, D. Neely, P. McKenna, and C.-G.Wahlstr¨om, Phys. Plasmas 23, 023113 (2016).
  27. Y.-X. Geng, Q. Liao, Y.-R. Shou et al. (Collaboration), Chin. Phys. Lett. 35, 092901 (2018).
  28. M. Noaman-ul-Haq, H. Ahmed, T. Sokollik, Y. Fang, X. Ge, X. Yuan, and L. Chen, Nuclear Instr.Meth. Phys. Res. A 909, 164 (2018).
  29. Y.R. Shou, D.H.Wang, P. J.Wang, J. B. Liu, Z.X. Cao, Z. S. Mei, Y.X. Geng, J.G. Zhu, Q. Liao, Y.Y. Zhao, K. Zhu, C. Lin, H.Y. Lu,W. J. Ma, and X.Q. Yan, Nucl. Instrum. Methods Phys. Res. A 927, 236 (2019).
  30. L. Torrisi, M. Cutroneo, A. Torrisi, L. Silipigni, G. Costa, M. Rosinski, J. Badziak, J. Wo lowski, A. Zara´s-Szyd lowska, and P. Parys, Phys. Rev. Accel. Beams 22, 021302 (2019).
  31. B. Loughran, M. J.V. Streeter, H. Ahmed et al. (Collaboration), High Power Laser Science and Engineering 11, e35 (2023).
  32. S.A. Shulyapov, I.N. Tsymbalov, K.A. Ivanov, G.A. Gospodinov, R.V. Volkov, and A.B. Savel’ev, J. Phys.: Conf. Ser. 1692, 012023 (2020).
  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).

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

© Российская академия наук, 2025

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».