Экспериментальные возможности лазерной Ti: сапфир - KrF-системы ГАРПУН-МТВ для исследования взаимодействия субпикосекундных УФ импульсовизлучения с мишенями

摘要

На гибридной лазерной Ti: сапфир-KrF-системе ГАРПУН-МТВ выполнены первые эксперименты по взаимодействию УФ УКИ субпикосекундной длительности с твердыми и структурированными малоплотными мишенями из углеродных нанотрубок при пиковых интенсивностях ～10~(16) Вт/см~～2 в пятне фокусировки размером ～ 70 мкм. Методом рентгеновских ослабителей измерена электронная температура плазмы, составившая ～850 эВ. В экспериментах применялась оптимальная двухпроходная схема прямого усиления УКИ в каскадах KrF-усилителей с подавлением множественной филаментации лазерного пучка в ячейке с ксеноном. Наибольшая энергия на мишени составляла 0.25 Дж при контрасте УКИ по отношению к усиленному спонтанному излучению ～3×10~(10) по интенсивности и ～3×10~5 по плот ности энергии. Использование ксенона с отрицательным нелинейным показателем преломления вследствие двухфотонного резонанса в УФ диапазоне позволило выровнять распределение плотности энергии излучения по сечению пучка и уменьшить его расходимость до 0.14 мрад (по уровню 0.1 от максимальной интенсивности). Ожидается, что уменьшение длительности УКИ при усилении отрицательно чирпированных импульсов и подавлении филаментации, а также уменьшение размеров пятна фокусировки на мишени за счет применения параболической короткофокусной оптики позволят на один-два порядка увеличить интенсивность излучения на мишени.