Диагностика ионного тока горячей плотной плазмы, сформированной фемтосекундным лазерным импульсом: Роль примесного слоя
Диссертация
Основного материала мишени. В частности, величина средней энергии для ионов Si, Si имела порядок всего 3−3.5 кэВ/Z, а максимальный заряд (для Si) достигал не 12+ (как предсказывалось в главе 1), а только лишь 6+. В диссертационной работе было показано, что такое несоответствие объясняется присутствием примесного слоя на поверхности мишени. Действительно, в условиях присутствия «легкого… Читать ещё >
Список литературы
- , «The ultrahigh-peak-power laser: present and future», Appl. Phvs. B. 65,205 (1997).
- Rundquist A., Durfee C., Chang Z., Taft G., Zeek E., Backus S., Murnane M.M., Kapteyn H.C., Christov I., Stoev
- V., «Ultrafast laser and amplifier sources», Appl. Phvs. B. 65,161 (1997).
- Backus S., Durfee C.G., Murnane M.M., Kapteyn H.C., «High power ultrafast lasers», Rev. Sci. Instrum. 69,12 071 998).
- Репу M.D., Pennington D., Stuart B.C., TietbohlG., Britten J.A., Brown C., HermanS., GoIickB., KartzM.,
- Miller J., Powell H.T., Vergino M., Yanovsky V., «Petawatt laser pulses», Optics Letters. 24,160 (1999).
- Андреев A.A., Мак A.A., Яшин B.E., «Генерация и применение сверхсильных лазерных полей», Квантоваяэлектроника. 24,99 (1997).
- Strickland D., Mourou G., «Compression of amplified chirped optical pulses», Opt. Commun. 56,219 (1985).
- Гамалий Е.Г., Тихончук B.T., «О воздействии мощных ультракоротких импульсов на вещество», Письма в1. ЖЭ1Ф, 48,413 (1988).
- Platonenko V.T., «High-temperature near-surface plasma produced by ultrashort laser pulses», Laser Physics. 2,852(1992).
- Лютер-Девис В., Гамалий Е. Г., Ванг И. и др., «Вещество в сверхсильном лазерном поле», Квантовая электроника. 19 137 (1992).
- Gibbon P., Forster R., «Short-pulse laser plasma interactions», Plasma Phvs. Controlled Fusion. 38,769 (1996).
- Von der Linde D., Sokolowski-Tinten K., Bialkowski J., «Laser-solid interaction in the femtosecond time regime», Appl. Surf. Sci. 109/110,1 (1997).
- Golishnikov D.M., Gordienko V.M., Mikheev P.M., Savel’ev A.B., Volkov R.V., «Dense femtosecond plasma at moderate intensities: hot electrons, fast ions, and thermonuclear processes in modified targets», Laser Physics. 11,1205(2001).
- Linlor W.I., «Some properties of plasma produced by laser giant pulse», Phvs. Rev. Lett. 12,383 (1964).
- Dawson J.M., «On the production of plasma by giant pulse lasers», Physics of Fluids. 7,981 (1964).
- Басов Н.Г., Лебо И. Г., Розанов В. Б., «Физика лазерного термоядерного синтеза», М.: Знание, (1988).
- Ditmire Т., Zweiback J., Yanovsky V.P., Cowan Т. E., Hays G., Wharton К. В., «Nuclear fusion from explosions of femtosecond-laser heated deuterium cluster», Nature. 398,492 (1999).
- Волков P.B., Голишников Д. М., Гордиенко B.M., Михеев П. М., Савельев А. Б., Севастьянов В. Д., Черныш B.C., Чутко О. В., «Генерация нейтронов в плотной фемтосекундной лазерной плазме структурированной твердотельной мишени», Письма ЖЭТФ. 72,577 (2000).
- Chutko О.V., Golishnikov D.M., Gordienko V.M., Mikheev P.M., Savel’ev A.B., Volkov R.V., Sevast’ya-nov V.D., «Observation of thermonuclear neutrons emitted from dense femtosecond plasma at moderate intensities», Laser and Particle Beams. 19,209 (2001).
- Ledingham K.W.D., McKenna P., Singhal R.P., «Applications for nuclear phenomena generated by ultra-intense lasers», Science. 300,1107 (2003).
- Андреев A.B., Гордиенко B.M., Савельев А. Б., «Ядерные процессы в высокотемпературной плазме индуцируемой сверхкоротким лазерным импульсом», Квантовая Электроника. 31,941 (2001).
- Андреев А.В., Волков Р. В., Гордиенко В. М., Дыхне A.M., Михеев П. М., Савельев А. Б., Ткаля Е. В., Чалых Р. А., Чутко О. В., «Возбуждение низколежащих ядерных уровней в нерелятивистской плотной лазерной плазме», Квантовая Электроника. 26,55 (1999).
- Ахманов С.А., «Сверхсильные световые поля в нелинейной оптике, физике плазмы, техники рентгеновских источников», Итоги науки и техники. Серия «Современные проблемы лазерной физики», 4, 5, ВИН ИТИ, М. (1991).
- Андреев А.А., ЯшинВ.Е., Чарухчев А. В., «Генерация жесткого рентгеновского излучения и быстрых частиц мультитераваттными лазерными импульсами», УФН. 169,72 (1999).
- Гамалий Е.Г., Киселев А. Е., Тихончук В. Т., «Нагрев плазмы ультракоротким импульсом света», Препринт ФИАН, Москва (1990).
- Андреев A.A., Гамалий Е. Г., Новиков B.H., и др., «Нагрев плотной плазмы сверхкоротким лазерным импульсом в режиме аномального скин-эффекта», ЖЭТФ. 101,1808 (1992).
- Forslund D.W., Kindel J.M., Lee К., «Theory and simulation of resonant absorption in a hot plasma», Phvs. Rev. A, 11,679 (1975).
- Forslund D.W., Kindel J.M., Lee K., «Theory of hot electron spectra at high laser intensity», Phvs. Rev. Lett. 39, 284(1977).
- Brunei F., «Not-so-resonant, resonant absorption», Phvs. Rev. Lett. 59,52 (1987).
- Gibbon P., Bell A.R. «Collisionless absorption in sharp-edged plasmas», Phvs. Rev. Lett. 68,1535 (1992).
- Meyerhofer D.D., Chen H., Delettrez J.A., et al, «Resonate absorption in high-intensity contrast, picosecond laser plasma interaction», Phvs. Fluids B. 5,2584 (1993).
- Андреев A.A., Запысов А. И., Чарухчев A.B., Яшин В. Е., «Генерация рентгеновского излучения и быстрых частиц высокоинтенсивными лазерными импульсами», Известия АН серия физическая, 63, 1237 (1999).
- Chen L.M. Zhang J., Dong Q.L., Teng H., Liang T.J., Zhao L.Z., Wei Z.Y., «Hot electron generation via vacuum heating process in femtosecond laser-solid interaction», Phvs. Plasmas. 8,2925 (2001).
- Soom В., Chen H., Fisher Y., Meyerhofer D.D. «Strong Ka emission in picosecond laser-plasma interactions», J. Appl. Phvs. 74, 5372 (1993).
- Rousse A., Audebert P., Geindre J.P., Fallfes F., Gauthier J.C., «Efficient Ka X-ray source from femtosecond laser-produced plasmas», Phvs. Rev. E. 50,2200 (1994).
- Басов Н.Г., Захаренков Ю. А., Рупасов A.A., Склизков Г. В., Шиканов А. С., «Диагностика плотной плазмы», под. ред. Н. Г. Басова, М.: Наука, гл. ред. физ.-мат. лит., 368 с. (1989).
- Михеев П.М., «Генерация жесткого некогерентного рентгеновского излучения и возбуждение ядер в высокотемпературной фемтбсекундной лазерной плазме», Диссертация на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук, Москва (1999).
- Reintjes J.F., Lee T.N., Eckardt R.C., «Interferometric study of laser-produced plasmas», J. Appl. Phvs. 47,4457 (1976).
- Bakaev V.G., Batani D., Krasnyuk I.A., «Hydrodynamics of high-energy Garpun KrF laser interaction with solid and thin film targets in ambient air», J. Phvs. D: Appl. Phvs. 38,2031 (2005).
- Агранат М.Б., Анисимов С. И., АшитковС.И., Овчинников A.B., Кондратенко П. С., Ситников Д. С., Фортов В. Е., «О механизме поглощения фемтосекундных лазерных импульсов при плавлении и абляции Si и GaAs «, Письма в ЖЭТФ. 83,592 (2006).
- Касьянов Ю.С., Коробкин В. В., Пашинин П. П., Прохоров A.M., Чевокин В. К., Щелев М. Я., «Исследование излучения лазерной плазмы в рентгеновском диапазоне», Письма ЖЭТФ. 20,719 (1974).
- Касьянов Ю.С., МазингМ.А., Чевокин В. К., Шевелько А. П., «Исследование временного хода рентгеновского спектра алюминиевой лазерной плазмы», Письма ЖЭТФ. 25,373 (1977).
- Волков Р.В., Гордиенко В. М., Джиджоев М. С., Жуков М. А., Михеев П. М., Савельев А. Б., Шашков А. А., «Управление свойствами и диагностика фемтосекундной плотной плазмы с использованием модифицированных мишеней», Квантовая Электроника. 24,1114 (1997).
- Badziak J., Woryna W., Parys P., Platonov K, Jablonski S., Rye L., Vankov A., Wolowski J., «Fast proton generation from ultrashort laser pulse interaction with double-layer foil targets», Phvs. Rev. Lett. 87,215 001 (2001).
- Li Y.T., Zhang J., Chen L.M., Mu Y.F., Liang T.J., Wei Z.Y., Dong Q.L., Chen Z.L., Teng H., et al, «Hot electron in the interaction of femtosecond laser pulses with foil targets at a moderate laser intensity», Phvs. Rev. E. 64,4 6407(2001).
- Chutko O.V., Gordienko V.M., Lachko I.M., Mar’in B.V., Savel’ev A.B., Volkov R.V., «High-energy negative ions from expansion of high-temperature femtosecond laser plasma», Appl. Phvs. B. 77, 831 (2003).
- Gordienko V.M., Lachko I.M., Rusanov A.A., Savel’ev A.B., Uryupina D.S., Volkov R.V., «Enhanced production of fast multi-charged ions from plasmas formed at cleaned surface by femtosecond laser pulse», Appl. Phvs. B. 80,733 (2005).
- Chutko О.V., Gordienko V.M., Lachko I.M., Savel’ev A.B., Volkov R.V., «High-energy negative ion formation in the femtosecond laser plasma plume owing to charge exchange with residual gas molecules», Laser Physics. 14,455 (2004).
- Uryupina D.S., Gordienko V.M., Lachko I.M., Rusanov A.A., Savel’ev A.B., Volkov R.V., «On the origin of fast multi-charged ions from femtosecond laser plasma interaction at moderate intensities», Proc. SPIE.. (2006), ICONO/LAT-2005 // to be published.
- Gamaly E.G., «Ultrashort powerful laser-matter interactions: physical problems, models and computations», Laser and Particle Beams. 12, 185 (1993).
- Коротеев Н.И., Шумай И. Л., «Физика мощного лазерного излучения», М:. Наука (1991).
- Rosen M.D., «Scaling laws for femtosecond laser plasma interactions», SPIE Proc. 1229, 160 (1990).
- Andreev N.E., Fortov F.E., Kostin V.V., Veisman M.E., «Heating of the solid targets by ultrashort intense laser pulses», SPIE Proc. 2770, 115 (1990).
- Kruel W.L., EstabrookK., «Laser light absorption due to self-generated magnetic field», Phvs. Fluids. 20, 1688 (1977).
- Bastiani S., Audebert P., Geindre J.P., Schlegel Th., Gauthier J.C., «Hot-electron distribution functions in a sub-picosecond laser interaction with solid targets of varying initial gradient scale lengths», Phvs. Rev. E. 60, 3439 (1999). f.
- Watanabe J.K., Gibson U.J., «Excimer laser cleaning and processing of Si(ioo) substrates in ultrahigh vacuum and reactive gases», J. Vac. Sci. Technol. A. 10,823 (1992).
- Salzmann D., Krumbein A., «Calculation of X-ray production rate and ionization-state density in hot aluminum plasma», J. ApdI. Phvs. 49,3229 (1978).
- Henkelmann Т., Sellmair J., Korschinek G., «The Munich laser-ion source: Recent results», Nucl. Instr. Meth. Phvs. B. 56/57.1152(1991).
- Kuznetsonv N.M., Raizer Yu.P., Priklad. Mekhan. Tech. Fiz. 4,10 (1965).
- Tallents G.J., «An experimental study of recombination in a laser-produced plasma», Plasma Phvs. 22, 709 (1980).
- Зельдович Я.Б., Райзер Ю. П., «Физика ударных волн и высокотемпературных гидродинамических явлений», М&bdquo- Наука, (1966).
- Русанов А.А., «Ионизация и рекомбинация в расширяющейся плазме, созданной фемтосекундным лазерным импульсом», Диссертация на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук, Москва (2005).
- Stoian R., Rosenfeld A., Ashkenasi D., Hertel I.V., Bulgakova N.M., Campbell E.E.B., «Surface charging and impulsive ion ejection during ultrashort pulsed laser ablation», Phvs. Rev. Lett. 88,97 603 (2002).
- Прохоров A.M., Алексеев Д. М., Балдин A.M., Бонч-Бруевич A.M., Боровик-Романов А.С., и др., «Физии-ческая энциклопедия», гл ред. Прохоров А. М., М.: Сов. Энциклопедия. (1988).
- Сысоев А.А., Чупахин М. С., «Введение в масс-спектрометрию», М.: Атомиздат, с. 304 (1977).
- Slivinsky V.W., Ahlstrom H.G., Tirsell K.G., Larsen J., Glaros S., Zimmerman G., Shay H., «Measurement of the ion temperature in laser-driven fusion», Phvs. Rev. Lett. 35,1 083 (1975).
- Shiraga H., Moshizuki Т., «Annual progress report on laser fusion program», 1LE, 1981, p.67 (1979).
- Slater D.C., Mayer F.J., «Laser interaction and related plasma phenomena», N.Y.: Plenum Press. 4B, 603 (1977).
- Wabnitz H., Bittner L., de Castro A.R.B., DOhrmann R., GUrtler P., et al, «Multiple ionization of atom clusters by intense soft X-rays from a free-electron laser», Nature. 420,482 (2002).
- Cano G.L., «Secondary electron emission from Au, Mo, and CuBe by high-charge-number laser-produced metal ions», J. Appl. Phvs. 44,5293 (1973).
- Begay F., Forslund D.W., «Acceleration of multi-species ions in CO2 laser-produced plasmas: experiments and theory», Phvs. Fluids. 25,1675 (1982).
- Ter-Avetisyan S., Nickles P.V., «Ion acceleration at the front and rear sides of thin foils with a high intensity 40fs laser pulses», Письма в ЖЭТФ. 83,246 (2006).
- Ter-Avetisyan S., SchnuM., Nickles P.V., Kalashnikov M., RisseE., SokollikT., SandnerW., Andreev A., Tikhonchuk V., «Quasimonoenergetic deuteron bursts produced by ultraintense laser pulses», Phvs. Rev. Lett. 96,145 006 (2006).
- Kucerovsky D., Kucerovsky Z., «Analysis of the dynamic Faraday cup», J. Phvs. D: Appl. Phvs. 36, 2407 (2003).
- Sosolik C.E., Lavery A.C., Dahl E.B., Cooper B.H., «A technique for accurate measurements of ion beam current density using a Faraday cup», Rev. Sci. Instrum. 71,3326 (2000).
- Stockli M.P., FryD., «Analog gain of microchannel plates for 1.5−154 keV/q Ar q+(3
- Керков X., Марьин Б. В., Петухов В. П., Рубинштейн И. А., Штолле Р., «Импульсный метод определения эффективности каналовых электронных умножителей», Приборы и Техника Эксперимента. 1,89 (1996).
- Кильпио А.В., Киселев Н. Г., Пашинин П. П. Рудской И.В., Шарков Б. Ю., Шашков Е. В., Шумшуров А. В., «Исследование энергетических спектров многозарядных ионов Ti из лазерной плазмы», Квантовая электроника. 35,638 (2005).
- Thum-Jaeger A., SinhaB.K., RohrK.P., «Time of flight measurements on ion-velocity distribution and anisotropy of ion temperatures in laser plasmas», Phvs. Rev. E. 63,16 405 (2000).
- Wiza J.L., «MicroChannel plate detectors», Nucl. Instr. Meth. 162,587 (1979).
- Wurz P., Gubler L., «Fast microchannel plate detectors for particles», Rev. Sci. Instrum. 67,1790 (1996).
- Stier P.M., Barnett C.F., «Charge exchange cross-sections of H ions in gases», Phvs. Rev. 103,896 (1956).
- Williams J. F., «Single and double electron loss cross section for 2−50-keV Hr ions incident upon hydrogen and the inert gases», Phvs. Rev. 154,9 (1967).
- Фогель Я.М., Митин P.B., «Образование отрицательных ионов водорода при столкновениях протонов с молекулами газов», ЖЭТФ. 30,450 (1956).
- Пилипенко Д.В., Фогель Я. М., «Захват и потеря электрона при прохождении быстрых атомов водорода в молекулярных газах», ЖЭТФ. 42,936 (1962).
- Фогель Я.М., Анкудинов В. А., Пилипенко Д. В., «Захват и потеря электрона при столкновениях быстрых атомов углерода и кислорода с молекулами газов», ЖЭТФ. 35,868 (1958).
- Andreev А.А., Limpounch J., Semakhin A.N., Bull. Russ. Acad. Sci. 58, 1056 (1994).
- Волков P.B., Гордиенко B.M., Михеев П. М., Савельев А. Б., «Влияние атомного состава мишени на выход жесткого некогерентного рентгеновского излучения из фемтосекундной лазерной плазмы», Квантовая электроника. 30,896 (2000).
- Murnane М.М., Falcone R.W., «High-power femtosecond DYE-laser system», JOSA B. 5, 1573 (1988).
- Репу M.D., LandenO.L., «Design and performance of a high-power, synchronized Nd: YAG-DYE laser system», Optics Lett. 14,42 (1989).
- Lachko I.M., Kalashnikov M.P., «Characterization of the temporal contrast of a front end of a multi-terawatt Ti:sapphire laser», Technical digest ICONO/LAT-2005, May 11−15, 2005, St. Petersburg, Russia, LThD4, Reg. N: LAT-922.
- Siller L., Sieger M.T., Orlando T.M., «Electron-stimulated desorption of D20 coadsorbed with C02 ice at VUV and EUV energies». J. Chemical Phvs. 118. 8898 (2003).
- Zhang P., He J.T., Chen D.B., Li Z.H., Zhang Y., Bian J.G., Wang L., Li Z.L., et al, «Effect of a prepulse on g-ray radiation produced by a femtosecond laser with only 5-mJ energy», Phvs. Rev. E. 57, R3746 (1998).
- Kmetec J.D., «Ultrafast laser generation of hard X-rays», IEEE J. Quantum Electron. 28,2382 (1992).
- Гинзбург B. J1., «Распространение электромагнитных волн в плазме», М.: Наука, (1967).
- Агранат М.Б., Андреев Н.Е, Ашитков С. И, Овчинников А. В, Ситников Д. С, Фортов В. Е, Шевелько А. П, «Генерация рентгеновского характеристического излучения с помощью тераваттного фемтосекундного хром-форстеритового лазера», Письма в ЖЭТФ. 83, 80 (2006).
- Izawa Y., YamanakaC., «Production of 235Ura by nuclear excitation by electron transition in a laser produced uranium plasma», Phvs. Lett. B. 88,59 (1979).
- Андреев A.B., Гордиенко B.M., Дыхне A.M., Савельев А. Б., и др., «Возбуждение ядер в горячей плотной плазме: к возможности экспериментальных исследований с 201Hg», Письма в ЖЭТФ. 66,312 (1997).
- Андреев А.В., Волков Р. В., Гордиенко В. М., Дыхне A.M., Михеев П. М., Савельев А. Б., ТкаляЕ.В., Чутко О. В., ШашковА.А., «Возбуждение ядер Тантапа-181 в высокотемпературной фемтосекундной лазерной плазме», Письма ЖЭТФ. 69,343 (1999).
- Rusanov А.А., Savel’ev А.В., «Numerical simulation of the evolution of high-temperature dense plasma generated by a femtosecond laser pulse», Laser Physics. 14, 1466 (2004).
- Maksimchuk A., Gu S., Flippo K., Umstadter D., Bychenkov V.Yu., «Forward ion acceleration in thin films driven by a high-intensity laser», Phvs. Rev. Lett. 84,4108 (2000).
- Korschinek G., Henkelmann Т., «Generation of extremely dense negative ion current by means of a laser», Nucl. Instr. Meth. Phvs. A. 302.376 (19 911.
- Korschinek G., Henkelmann Т., «Negative ions generated by laser-material interaction», Rev. Sci. Instrum. 63, 2672(1992).
- Henkelmann Т., Korschinek G., PaulM., «Dense negative ion current from laser produced plasma», Rev. Sci. Instrum. 65.1182(1994).
- Смирнов Б.М., «Отрицательные ионы», M.: Атомиздат, (1973).
- Латышев С.В., «Потенциальные возможности лазерной плазмы как источника отрицательных ионов», ЖТФ. 67. 117(1997).
- Быковский Ю.А., РоманюкВ.И., Сильное С. М., «Отрицательные ионы лазерной плазмы», Письма в ЖТФ. 14,927(1988).
- Фогель Я.М., Анкудинов В. А., Слабоспицкий Р. Е., ЖЭТФ. 5,382 (1957).
- Фогель Я.М., Анкудинов В. А., Пилипенко Д. В., «Захват и потеря электрона при столкновениях быстрых атомов Не, В и F с молекулами газа» ЖЭТФ. 11,18 (1960).
- Фогель Я.М., Митин Р. В., Козлов В. Ф., Ромашко Н. Д., ЖЭТФ. 9,390 (1959).
- Kusakabe Т., Asahina К., Gu J.-P., et al., Phvs. Rev. A. 62,62 714 (2000).
- Dimov G.I., «Use of hydrogen negative ions in particle accelerators», Rev. Sci. Instrum. 67,3393 (1996).
- Wijesundera W.P., Litherland A.E., «A theoretical study of some negative ions of interest to accelerator mass spectrometry», Nuc. Inst. Meth. Phvs. B. 123,527 (1997).
- Hegelich M., Karsch S., Pretzler G., Habs D., Witte K., et al, «MeV ion jets from short-pulse-laser interaction with thin foils», Phvs. Rev. Lett. 89,85 002 (2002).
- Gitomer S.J., Jones R.D., BegayF., EhlerA.W., KephartJ.F., KristalR., «Fast ions and hot electrons in the laser-plasma interaction», Phvs. Fluids. 29,2679 (1986).
- Zheng Y.W., Luk’yanchuk B.S., Lu Y.F., Song W.D., Mai Z.H., «Dry laser cleaning of particles from solid substrates: experiments and theory», J. Appl. Phvs. 90,2135 (2001).
- Lu Y.F., Zheng Y.W., Song W.D., «Laser induced removal of spherical particles from silicon wafers», J. Appl. Phvs. 87, 1534 (2000).
- Агеев В.П., Горбунов A.A., Данилов В. П., и др., Квантовая электроника. 10,2451 (1983).
- Физические величины, Справочник под ред. Григорьева И. С., Мейлихова Е. З., -М.- Энергоатомиздат, с.378—391 (1991).
- Тубольцев B.C., Черныш B.C., Куликаускас B.C., «Эффект массы бомбардирующих ионов в распылении сплавов», Письма в ЖЭТФ. 63, 507 (1996).
- Chernysh V.S., Eckstein W., Haidarov А.А., Kulikauskas V.S., Mashkova E.S., Molchanov V.A., «Sputtering mechanisms of polycrystalline platinum by low energy ions», Nucl. Instr. Meth. Phvs. B. 160,221 (2000).