350 руб
Журнал «Электромагнитные волны и электронные системы» №8 за 2012 г.
Статья в номере:
Аберрации при отражении фемтосекундного импульса от ленгмюровской волны в плазме
Ключевые слова: фемтосекундные лазерные импульсы релятивистские зеркала релятивистская инженерия релятивистская лазерная плазма швингеровский предел
Авторы:
Л.А. Макаревич - аспирант, факультет общей и прикладной физики, Московский физико-технический институт А.В. Панченко - аспирант, науч. сотрудник, лаборатория физики нелинейных процессов, Московский физико-технический институт. E-mail: a.v.panchenko@gmail.com А.В. Переверзева - науч. сотрудник, лаборатория физики нелинейных процессов, Московский физико-технический институт. E-mail: ann@dgap.mipt.ru Ф.Ф. Каменец - д.ф.-м.н., профессор, зав. лабораторией, Московский физико-технический институт. E-mail: F.F.Kamenets@gmail.com
Аннотация:
Рассмотрено взаимодействие фемтосекундного импульса с кильватерной ленгмюровской волной в плазме; представлены качественные результаты численного моделирования процесса; изучено поведение волнового фронта импульса, падающего под углом к направлению движения волны, при отражении; дана оценка интенсивности электромагнитного поля при фокусировке; поставлен вопрос о достижимости швингеровского значения напряженности электромагнитного поля в фокусе.
Страницы: 53-62
Список источников
  1. Mourou G.A., Tajima T., Bulanov S.V. Optics in the relativistic regime // Rev. Mod. Phys. 2006. V.78. P. 309-371. 
  2. Bulanov S.V., Esirkepov T. Zh. Oncological hadronotherapy with laser ion accelerators // Physics Letters A. 2002. V. 3. P. 456-459.
  3. Mourou A.Ultraintense lasers: relativistic nonlinear optics and applications // Comptes Rendus de l'Academie des Sciences Series IV Physics. 2001. V. 2. № 10. P. 1407-1414.
  4. Bulanov S.V., Esirkepov T. Zh., Habs D., Pegoraro F., Tajima T. Relativistic laser-matter interaction and relativistic laboratory astrophysics // Eur. Phys. J. 2009. V. 55, P. 483-507.
  5. Коржиманов А. В., Гоносков А. А., Хазанов Е. А., Сергеев A. M. Горизонты петаваттных лазерных комплексов // УФН. 2011. V. 9. P. 181(1).
  6. Крюков П. Г.Лазеры ультракоротких импульсов //Квантовая электроника. 2001. №2. C. 31.
  7. Tajima T., Dawson J. M.  Beat-wave acceleration // Phys.Rev. Lett. 1979. V. 43 P. 267-270.
  8. Буланов С. В., Иновенков И. Н., Кирсанов В. И., Наумова Н. М., Сахаров А. С. Повышение частоты электромагнитного излучения при взаимодействии с нелинейными плазменными волнами // Краткие сообщения по физике. 1991. №6. C 34-36.
  9. Bulanov S. V., Esirkepov T., Tajima T. Light Intensification towards the Schwinger Limit // Phys. Rev. Lett. 2003. V. 91. P. 085001.
  10. Bulanov S. V., Esirkepov T. Zh., Kando M., Koga J. K., Pirozhkov A. S., Rosanov N. N., Zhidkov A. G.Relativistic Tennis with Photons: Frequency Up-Shifting, Light Intensification and Ion Acceleration with Flying Mirrors // AIP Conf. Proc. 2011. V. 235. P. 1320.
  11. Akhiezer A.I., Polovin R.V. Theory of wave motion of an electron plasma // Soviet Physics, JETP. 1956. V. 3. № 5. P. 696-705.
  12. Гинзбург В.Л.Распространение электромагнитных волн в плазме. М.: Наука. 1967.
  13. Ахиезер А. И., Ахиезер И. А., Половин Р. В., Ситенко А. Г., Степанов К. Н. Электродинамика плазмы. М.: Наука, 1974.
  14. Буланов С. В., Кирсанов В. И., Сахаров А. С. Возбуждение ультрарелятивистских ленгмюровских волн импульсом электромагнитного излучения. // Письма в ЖЭТФ. 1989. Т.50. C. 45-50.
  15. Bulanov S. V., Califano F., Dudnikova G. I., Esirkepov T. Zh., Inovenkov I. N., Kamenets F. F., Liseikina T. V., Lontano M., Mima K., Naumova N. M., Nishihara K., Pegoraro F., Ruhl H., Sakharov A. S., Sentoku Y., Vshivkov V. A., Zhakhovskii V. V.Relativistic interaction of laser pulses with plasmas // Reviews of Plasma Physics (edited by V. D. Shafranov). 2001. KluwerAcademic/Plenum, New-York. V. 22. P. 227.
  16. Bulanov S. V., SakharovA. S.Induced focusing of electromagnetic wave in a wake plasma wave //JETP Letters. 1991. V. 54. P. 203-207.
  17. Bulanov S. V., Pegoraro F., Pukhov A.M. Two dimensional regimes of self focusing, wake field generation, and induced focusing of a short intense laser pulse in an underdense plasma // Phys. Rev. Lett. 1995. V. 74. P. 710-713.
  18. Sheng Z. M., Sentoku Y., Mima K., Nishihara K. Generation of one-cycle laser pulses by use of high amplitude plasma waves // Phys. Rev. 2000. V. 62. P. 7258-7260.
  19. Matlis N. H., Reed S., Bulanov S. S., Chvykov V., Kalintchenko G., Matsuoka T., Rousseau P., Yanovsky V., Maksimchuk A., Kalmykov S., Shvets G., Downer M. C. Snapshots of laser wakefields // Nature Physics. 2006. V.2. P.749-753.
  20.  Maksimchuk A., Reed S., Bulanov S. S., Chvykov V., Kalintchenko G., Matsuoka T., Matlis N. H., Kalmykov S., Shvets G., Downer M. C., Vane C. R., Beene J. R., Stracener D., Schultz D. R.Studies of laser wakefield structures and electron acceleration in underdense plasmas // Physics of Plasmas. 2008. V. 15. P. 056703.
  21.  Буланов С. В.,Кирсанов В. И., Сахаров А. С.Предельное электрическое поле кильватерной плазменной волны. // Письма в ЖЭТФ. 1991. Т. 53. C. 234-245.
  22. Panchenko A.V., Esirkepov T. Zh., Pirozhkov A. S., Kando M., Kamenets F. F., Bulanov S. V. Interaction of electromagnetic waves with caustics in plasma flows // Phys. Rev. E 78. 2008. P. 056402.
  23.  Einstein A.  Zur Electrodynamik bewegter Karper // Ann. Phys. Leipzig. 1905. V. 17. P. 891.
  24. Pauli W. Theory of Relativity. New York: Dover. 1981.
  25. Bulanov S. V., Naumova N. M., Pegoraro F.Interactionof an ultrashort, relativistically strong laser pulse with an overdenseplasma// Phys. Plasmas 1994. V. 1. P. 745.
  26.  Schwinger J.On gauge invariance and vacuum polarization // Phys. Rev. 1951. V. 82. P. 664.
  27. Marklund M., Shukla P. K. Nonlinear collective effects in photon-photon and photon-plasma interactions // Rev. Mod. Phys. 2006.  V. 78. P. 591-640.
  28. Salamin Y. I., Hu S. X., Hatsagortsyan K. Z., Keitel C. H. Relativistic high-power laser-matter interactions // Phys. Rep. 2006. V. 427. P.41-155.
  29.  Bulanov S. V., Esirkepov T. Zh., Koga J., Tajima T., Farina D.Concerning the maximum energy of ions accelerated at the front of a relativistic electron  cloud expanding into vacuum // Plasma Phys. Rep. 2004. V. 30. P.18-29.
  30. Bulanov S. V.  Proceedings of the International Workshop on Quark Nuclear Physics (Еdited by J. K. Ahn). Pusan.: Pusan National Univesity Press. 2006.
  31. Kando M. Demonstration of Laser-Frequency Upshift by Electron-Density Modulations in a. Plasma Wakefield // Phys. Rev. Lett. 2007. V. 99. P.135001.
  32. PirozhkovA.S.Frequency multiplication of light back-reflected from a relativistic wake wave //Phys.Plasmas. 2007. V. 14.P.123106.
  33. Kando M. Enhancement of Photon Number Reflected by the Relativistic Flying Mirror //Phys.Rev.Lett. 2009. V. 103 P. 235003.
  34. Pirozhkov A. S., Ma J. Frequency multiplication of light back-reflected from a relativistic wake wave // Phys. Plasmas. 2007. V. 14.  P. 123106.
  35. Lichters R.,Meyer-ter-Vehn J., PukhovA. Short-pulse laser harmonics from oscillating plasma surfaces driven at relativistic intensity //Phys.Plasmas. 1996. V. 3(9). P. 3425.
  36. Муру Ж., Чанг З., Максимчук А., Нис Д., Буланов С. В., Быченков В. Ю., Есиркепов Т. Ж., Наумова Н. М., Пегораро Ф., Руль Г.Дизайн экспериментов по изучению релятивистской нелинейной оптики в пределе лазерного импульса порядка периода поля и размера пятна фокусировки порядка длины волны // Физика плазмы. 2002. Т. 28. С. 14.