УДК 535.36

ЛАЗЕРНОЕ ФОРМИРОВАНИЕ РЕЛЯТИВИСТСКИХ ЭЛЕКТРОННЫХ СГУСТКОВ СУБМИКРОННОЙ ДЛИТЕЛЬНОСТИ ИЗ ПЛАЗМЕННЫХ СЛОЕВ

 

В. В. Кулагин^1,2, В. Н. Корниенко², В. А. Черепенин²

¹Государственный астрономический институт им. П. К. Штернберга

Московского государственного университета им. М. В. Ломоносова

²Институт радиотехники и электроники им. В.А. Котельникова РАН

 

Статья получена 20 октября 2014 г.

 

Аннотация.  Предложено и с помощью численного моделирования исследовано формирование релятивистских электронных сгустков субмикронной длительности из плазменных слоев под воздействием сверхмощного лазерного импульса. Показано, что возможно формирование электронных сгустков с минимальной толщиной в несколько десятков нанометров при энергиях в десятки и сотни МэВ. При этом заряд сгустка может составлять от единиц пикокулон до нескольких нанокулон. Исследовано влияние толщины и продольного профиля плазменного слоя, а также амплитуды лазерного импульса на характеристики формируемых электронных сгустков и предложены простые аналитические выражения для оценки их параметров.

Ключевые слова: сверхмощные лазерные импульсы, плазменные слои, релятивистские субмикронные электронные сгустки.

Abstract: Forming relativistic submicron electron bunches from plasma layers under the action of a super-intense laser pulse was proposed and studied with computer simulation. It was shown that the electron bunches can have a minimal thickness of tens of nanometers and energies of tens to hundreds of MeV. The charge of the bunches can be from picocoulombs to nanocoulombs. The role of the thickness and profile of gas layer and laser amplitude on characteristics of the relativistic electron bunches was studied. Simple analytical expressions were proposed to estimate parameters of the electron bunches.

Key words: super-intense laser pulses, plasma layers, relativistic submicron electron bunches.