Эффективное ускорение электронов фемтосекундными лазерными импульсами умеренной мощности

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Режим релятивистского самозахвата лазерного импульса - эффективный механизм ускорения электронов, позволяющий достичь предельных значений заряда пучка высокоэнергетичных частиц и соответствующего коэффициента конверсии лазерной энергии. Показано, что в таком режиме укорочение импульса фемтосекундного лазера с использованием инновационного метода посткомпрессии CafCA [1] до предельно коротких длительностей с сохранением энергии лазерного пучка приводит к значительному повышению эффективности ускорения частиц. Данный эффект иллюстрируется на примере лазерной установки “Мультитера” для проекта, осуществляемого в рамках российского Национального Центра Физики и Математики (НЦФМ).

Об авторах

О. Е. Вайс

Физический институт им. П. Н. Лебедева РАН;ФГУП “Всероссийский научно-исследовательский институт автоматики им. Н. Л. Духова”

Email: ovais@lebedev.ru
Moscow, 119991 Russia; Moscow, 127030 Russia

М. Г. Лобок

Физический институт им. П. Н. Лебедева РАН;ФГУП “Всероссийский научно-исследовательский институт автоматики им. Н. Л. Духова”

Email: ovais@lebedev.ru
Moscow, 119991 Russia; Moscow, 127030 Russia

А. А. Соловьев

Федеральный исследовательский центр Институт прикладной физики РАН

Email: ovais@lebedev.ru
Nizhny Novgorod, 603950 Russia

С. Ю. Миронов

Федеральный исследовательский центр Институт прикладной физики РАН

Email: ovais@lebedev.ru
Nizhny Novgorod, 603950 Russia

Е. А. Хазанов

Федеральный исследовательский центр Институт прикладной физики РАН

Email: ovais@lebedev.ru
Nizhny Novgorod, 603950 Russia

В. Ю. Быченков

Физический институт им. П. Н. Лебедева РАН;ФГУП “Всероссийский научно-исследовательский институт автоматики им. Н. Л. Духова”

Автор, ответственный за переписку.
Email: ovais@lebedev.ru
Moscow, 119991 Russia; Moscow, 127030 Russia

Список литературы

  1. E. A. Khazanov, S. Yu. Mironov, and G. Mourou, Phys.- Uspekhi 62, 1096 (2019).
  2. T. Tajima and J. M. Dawson, Phys. Rev. Lett. 43, 267 (1979).
  3. A. Pukhov and J. Meyer-ter-Vehn, Appl. Phys. B 74, 355 (2002).
  4. H. T. Kim, K. H. Pae, H. J. Cha, I. J. Kim, T. J. Yu, J. H. Sung, S. K. Lee, T. M. Jeong, and J. Lee, Phys. Rev. Lett. 111, 165002 (2013).
  5. W. P. Leemans, A. J. Gonsalves, H.-S. Mao, K. Nakamura, C. Benedetti, C. B. Schroeder, Cs. T'oth, J. Daniels, D. E. Mittelberger, S. S. Bulanov, J.-L. Vay, C. G. R. Geddes, and E. Esarey, Phys. Rev. Lett. 113, 245002 (2014).
  6. A. J. Gonsalves, K. Nakamura, J. Daniels et al. (Collaboration), Phys. Rev. Lett. 122, 084801 (2019).
  7. V. Yu. Bychenkov, M. G. Lobok, V. F. Kovalev, and A. V. Brantov, Plasma Phys. Control. Fusion 61, 124004 (2019).
  8. M. G. Lobok, A. V. Brantov, and V. Yu. Bychenkov, Phys. Plasmas 26, 123107 (2019).
  9. V. F. Kovalev and V. Yu. Bychenkov, Phys. Rev. E 99, 043201 (2019).
  10. V. Yu. Bychenkov and V. F. Kovalev, Radiophys. Quantum Electron. 63, 742 (2021).
  11. S. V. Bulanov, F. Pegoraro, and A. M. Pukhov, Phys. Rev. Lett. 74, 710 (1995).
  12. В. И. Таланов, Известия ВУЗов. Радиофизика 7, 564 (1964).
  13. R. Y. Chiao, E. Garmire, and C. Townes, Phys. Rev. Lett. 13, 479 (1964).
  14. С. А. Ахманов, А. П. Сухоруков, Р. В. Хохлов, ЖЭТФ 50, 1537 (1966).
  15. A. B. Borisov, A. V. Borovskiy, O. B. Shiryaev, V. V. Korobkin, A. M. Prokhorov, J. C. Solem, T. S. Luk, K. Boyer, and C. K. Rhodes, Phys. Rev. A 45, 5830 (1992).
  16. А. Комашко, С. Мушер, С. Турицын et al. (Collaboration), Письма в ЖЭТФ 62, 849 (1995).
  17. В. Ю. Быченков, М. Г. Лобок, Письма в ЖЭТФ 114, 650 (2021).
  18. G. Mourou, S. Mironov, E. Khazanov, and A. Sergeev, Eur. Phys. J. Spec. Top. 223, 1181 (2014).
  19. S. Yu. Mironov, S. Fourmaux, P. Lassonde, V. N. Ginzburg, S. Payeur, J.-C. Kie er, E. A. Khazanov, and G. Mourou, Appl. Phys. Lett. 116, 241101 (2020).
  20. S. Mironov, P. Lassonde, J.-C. Kie er, E. Khazanov, and G. Mourou, Eur. Phys. J. Spec. Top. 223, 1175 (2014).
  21. Ph. Lassonde, S. Mironov, S. Fourmaux, S. Payeur, E. Khazanov, A. Sergeev, J.-C. Kie er, and G. Mourou, Laser Phys. Lett. 13, 075401 (2016).
  22. S. Yu. Mironov, V. N. Ginzburg, I. V. Yakovlev, A. A. Kochetkov, A. A. Shaykin, E. A. Khazanov, and G. A. Mourou, Quantum Electron. 47, 614 (2017).
  23. V. Ginzburg, I. Yakovlev, A. Kochetkov, A. Kuzmin, S. Mironov, I. Shaikin, A. Shaykin, E. Khazanov, Opt. Express 29, 28297 (2021).
  24. A. Shaykin, V. Ginzburg, I. Yakovlev, A. Kochetkov, A. Kuzmin, S. Mironov, I. Shaikin, S. Stukachev, V. Lozhkarev, A. Prokhorov, and E. Khazanov, High Power Laser Sci. Eng. 9, E54 (2021).
  25. A. Soloviev, A. Kotov, M. Martyanov et al. (Collaboration), Opt. Express 30, 40584 (2022).
  26. V. Ginzburg, I. Yakovlev, A. Zuev, A. Korobeynikova, A. Kochetkov, A. Kuzmin, S. Mironov, A. Shaykin, I. Shaikin, E. Khazanov, and G. Mourou, Phys. Rev. A 101, 013829 (2020).
  27. C. Nieter, J. R. Cary, J.Comput. Phys. 196, 448 (2004).
  28. E. Esarey, C. B. Schroeder, W. P. Leemans, Rev. Mod. Phys. 81, 1229 (2009).
  29. S. P. D. Mangles, G. Genoud, M. S. Bloom, M. Burza, Z. Najmudin, A. Persson, K. Svensson, A. G. R. Thomas, and C.-G. Wahlstr¨om, Phys. Rev. ST Accel. Beams 15, 011302 (2012).
  30. M. G. Lobok, A. V. Brantov, D. A. Gozhev, and V. Yu. Bychenkov, Plasma Phys. Control. Fusion 60, 084010 (2018).
  31. J. Faure, Y. Glinec, A. Pukhov, S. Kiselev, S. Gordienko, E. Lefebvre, J.-P. Rousseau, F. Burgy, and V. Malka, Nature 431, 541 (2004).
  32. A. Pukhov, S. Gordienko, S. Kiselev, and I. Kostyukov, Plasma Phys. Control. Fusion 46, B179 (2004).

© Российская академия наук, 2023

Данный сайт использует cookie-файлы

Продолжая использовать наш сайт, вы даете согласие на обработку файлов cookie, которые обеспечивают правильную работу сайта.

О куки-файлах