© 2009 г. В. Г. Бородин*, канд. техн. наук; В. М. Комаров*, канд. физ.-мат. наук; В. А. Малинов*, канд. техн. наук; В. М. Мигель*; С. Н. Оспенникова*; С. Л. Потапов*; А. В. Чарухчев*, канд. техн. наук; А. А. Андреев**, доктор физ.-мат.наук; К. Ю. Платонов**, канд. физ.-мат.наук
** Научно-исследовательский институт комплексных испытаний оптико-электронных приборов ** и систем, г. Сосновый Бор, Ленинградская обл.
** НПК “Государственный оптический институт им. С.И. Вавилова”, Санкт-Петербург ** Е-mail: komarov@sbor.net
Представлены результаты исследований ускорения макрочастиц – фрагментов вещества тыльной стороны твердотельной мишени при облучении ее фронтальной поверхности пикосекундным лазерным импульсом с интенсивностью 1013–1015 Вт/см2. Экспериментально показано, что существуют оптимальные условия для обеспечения максимального импульса откола фрагментов мишени, зависящие от ее толщины и интенсивности лазерного импульса на фронтальной поверхности. Экспериментально продемонстрирована фокусировка расплавленных фрагментов вещества, отколовшихся с тыльной поверхности мишени, выполненной в виде полусферы. Механический импульс откола от такой мишени в 6–7 раз превосходит импульс от плоской мишени той же толщины.
Ключевые слова: ультракороткий лазерный импульс, твердотельная мишень, ускорение потока макрочастиц, механический импульс откола.
Коды OCIS: 320.7130
УДК 535.212; 621.373.826
Поступила в редакцию 11.03.2009
ЛИТЕРАТУРА
1. Cowan T.E. et. al. Ultralow Emittance, Multi-MeV Proton Beams from Laser Virtual-Cathode Plasma Accelerator // Phys. Rev. Lett. 2004. V. 92. P. 204801–204805.
2. Borghesi M. et. al. Electric field detection in laserplasma interaction experiments via the proton imaging technique // Phys. Plasmas. 2002. V. 9. P. 2214–2220.
3. Ledingham K., McKenna P., Singhal R. Application for nuclear phenomena generated by ultra-intense lasers // Science. 2003. V. 300. P. 1107–1117.
4. Andreev A.A., Solovyev N.A., Mak A.A. An introduction to hot laser plasma physics. N.-Y.: Nova Science Publishers Inc., 2001.
5. Бородин В.Г., Комаров В.М., Малинов В.А., Мигель В.М., Никитин Н.В., Попов В.С., Потапов В.Л., Чарухчев А.В., Чернов В.Н. Лазерная установка “Прогресс-П” с усилением чирпированного импульса в неодимовом стекле // Квант. электрон. 1999. T. 29. № 2. C. 101–105.
6. Ахиезер А.И., Берестецкий В.Б. Электродинамика плазмы. Наука, 1974. 720 с.
7. Offenberger A.A., Fedosejevs R., Gupta P.D., Popil R., Tsui Y.Y. Experimental results for high intensity KrF laser/plasma interaction // Laser and Particle Beams. 1986. V. 4. P. 329–335.
8. Тепловые, гидродинамические и плазменные эффекты при взаимодействии лазерного излучения с веществом / Под общей ред. проф. Захарова Н.С., проф. Урлина В.Д., проф. Шенцева Н.И. Саров: ФГУП “РФЯЦ-ВНИИЭФ”, 2004. 425 с.
9. Зельдович Я.Б., Райзер Ю.П. Физика ударных волн и высокотемпературных гидродинамических явлений. М.: Наука, 1966. 688 с.
10. Christiansen J.P., Ashby D.E., Roberts K.V. MEDUSA a one-dimensional laser fusion code // Computer Physics Commun. 1974. V. 7. № 5. P. 271–287.
Полный текст
The acceleration of macroparticles by a picosecond laser pulse
V. G. Borodin, V. M. Komarov, V. A. Malinov, V. M. Migel', S. N. Ospennikova, S. L. Potapov, A. V. Charukhchev, A. A. Andreev, and K. Yu. Platonov
This paper presents the results of studies of the acceleration of macroparticles consisting of fragments of matter from the back side of a solid target when its front surface is irradiated with a picosecond laser pulse with intensity 1013-1015W/cm2. It is experimentally shown that there are optimal conditions for maximizing the spalling momentum of the target fragments, depending on its thickness and the intensity of the laser pulse on the front surface. The focusing of melted fragments of the substance, split off from the back surface of a target made in the form of a hemisphere, is experimentally demonstrated. The spalling momentum from such a target is greater than the momentum from a flat target of the same thickness by a factor of 6 -7.
