Ускорение многозарядных ионов высококонтрастным фемтосекундным лазерным импульсом релятивистской интенсивности с передней поверхности твердотельной мишени

摘要

Показано, что эффективность ускорения протонов и многозарядных ионов (а также зарядовый состав последних), ускоряемых назад при облучении передних поверхностей толстых твердотельных мишеней мощным фемтосекундным лазерным излучением с интенсивностью 2×10~(18) Вт/см~2, определяется контрастом этого излучения. Так, при контрасте ～10~8 на мишенях из полиэтилена, кремния и молибдена зарегистрированы высокоионизованные ионы вплоть до C~(6+), Si~(12+) и Mo~(14+), при этом ионы с зарядами до C~(5+), Si~(10+) и Mo~(10+) обладали энергией на заряд более 100 кэВ. В случае металлической мишени эффективность ускорения протонов значительно снижалась, что указывает на очистку ее поверхности предымпулъсом. Измерения при повышенном на два-три порядка контрасте показали наличие быстрых протонов (до 300 - 700 кэВ) на всех мишенях, а также уменьшение энергий и максимальных зарядов многозарядных ионов.