Роль контраста релятивистского фемтосекундного лазерного импульса при его взаимодействии со сплошными и структурированными мишенями

Аннотация: Рассмотрено влияние неизбежно присутствующего в экспериментах преплазменного слоя на ускорение электронов и ионов при взаимодействии фемтосекундного лазерного импульса релятивистской интенсивности с плотной плазмой. Выделены режимы взаимодействия, в которых наличие такого слоя позволяет существенно увеличить средние и максимальные энергии электронов. Обсуждены режимы, в которых с использованием искусственного наносекундного предымпульса удаётся сформировать коллимированный электронный пучок с большим зарядом и средней энергией до 10 пондеромоторных энергий в направлении отражённого или падающего лазерного пучка. Показано, что ускорение ионов, как правило, требует сверхвысокого контраста лазерного импульса, поскольку параметры ускоряемых ионных пучков существенно ухудшаются при наличии преплазмы либо вследствие испарения тонкоплёночной мишени. Обсуждены также режимы взаимодействия лазерных импульсов с толстыми мишенями, в которых за счёт очистки поверхности предымпульсом удаётся ускорить тяжёлые многозарядные ионы. Существенная часть обзора посвящена взаимодействию излучения с микро- и наноструктурированными мишенями. Рассмотрены как методы их создания, так и вопросы, связанные с взаимодействием с такими структурами фемтосекундного лазерного импульса и с его контрастом.

Ключевые слова: фемтосекундные лазерные импульсы, контраст, предымпульс, релятивистская интенсивность, ускорение электронов и ионов, наноструктуры, микроструктуры.