Широкополосная генерация рентгеновского излучения при воздействии на крупные кластеры криптона релятивистских фемтосекундных лазерных импульсов

Аннотация: Выполнен феноменологический анализ термодинамических параметров импульсной сверхзвуковой газовой струи в коническом сопле, установлены условия конденсации и формирования крупных кластеров криптона, образующихся при фазовых переходах в процессе адиабатического расширения газа через сопло в вакуум. Определено фазовое состояние формирующихся в струе крупных кластеров (субмикронные капли) с числом мономеров ~10⁷. Получен высокий выход рентгеновских фотонов из кластерной наноплазмы, инициированной фемтосекудным лазерным излучением релятивистской интенсивности I. Установлено, что при I ≈ 3 × 10¹⁸ Вт/см² наноплазма крупных кластеров криптона излучает широкополосный рентгеновский спектр в области 5 – 100 кэВ. Интегральная конверсия лазерной энергии в рентгеновское излучение составила ~10^-5 (400 нДж) при эффективности генерации характеристической Kα-линии (12.6 кэВ) ~1.5 × 10^-6 (68 нДж), что соответствует квантовому выходу ~3 × 10⁸ фотон/с/4π с контрастом ~25 относительно тормозного фона.

Ключевые слова: широкополосное рентгеновское излучение, наноплазма, крупные кластеры, криптон, фемтосекундный импульс, релятивистская интенсивность.