Нелинейное томсоновское рассеяние остросфокусированного релятивистски интенсивного лазерного импульса на ансамбле частиц

Аннотация: Исследован процесс нелинейного томсоновского рассеяния (НТР) остросфокусированного релятивистски интенсивного лазерного импульса на ансамбле электронов, моделирующих результат ионизации ультратонкой нанофольги. Описание всех шести компонент лазерного импульса ведется на основе интегралов Стреттона – Чу, описывающих сфокусированное внеосевым параболическим зеркалом излучение в пятно размером вплоть до дифракционного предела, что представляет практический интерес для современных экспериментов с лазерами экстремальной интенсивности, включая диагностику их параметров. Моделирование взаимодействия лазерного импульса с электронами строится на основе метода пробных частиц, а полученные траектории используются для расчета характеристик вторичного электромагнитного излучения. Изучено влияние диаметра фокального пятна лазерного импульса в диапазоне λ – 6λ на угловые распределения энергии и спектров НТР, а также пиковой интенсивности 10²¹–10²² Вт/см² пучка лазерного излучения на спектральную ширину вторичного излучения применительно к экспериментально реализуемой схеме фокусировки на примере лазерного импульса с первоначальной однородной пространственной формой поля излучения и длительностью ~25 фс.

Ключевые слова: острая фокусировка, релятивистски интенсивный лазерных импульс, прямое ускорение электронов, нелинейное томсоновское рассеяние.