Влияние оптической ионизации на генерацию кильватерных полей фемтосекундными лазерными импульсами в неоднородной плазме

Аннотация: Рассмотрено взаимодействие высокоинтенсивного короткого лазерного импульса с газом аргоном при оптической ионизации (ОИ). В трехмерной цилиндрически-симметричной геометрии проведено моделирование при различных умеренно релятивистских интенсивностях и положениях фокальной плоскости лазерного пучка в случае как ОИ газа, так и заранее ионизованной плазмы. Исследовано влияние процессов, происходящих при ОИ газа, на генерацию кильватерных волн и найдены условия, при которых происходит генерация интенсивных кильватерных полей в плазме, образованной из неоднородной газовой струи аргона. Продемонстрирована возможность использования газа с большим числом электронов на внешней оболочке (аргон) для возбуждения интенсивных кильватерных волн с целью ускорения электронов. Несмотря на значительную ионизационную рефракцию лазерного импульса на радиально неоднородном профиле концентрации электронов плазмы, образованных при ОИ, определена область параметров лазерного импульса и газовой мишени, при которых ионизационная рефракция приводит к возбуждению интенсивной кильватерной волны тогда, когда в заранее ионизованной плазме при той же интенсивности лазерного излучения кильватерная волна не возникает.

Ключевые слова: кильватерные поля, фемтосекундные лазерные импульсы, неоднородная плазма