| Результаты этапа: • Предложено использование крупных молекулярных кластеров (SF6, CF3I, CF2Cl2), образующихся в смеси с газом-носителем (Ar, He), для эффективной генерации жесткого характеристического излучения (Е>2кэВ) при воздействии на кластерный пучок фемтосекундными лазерными импульсами интенсивностью ~10^16 Вт/см^2 .
• Установлено, что выход жесткого рентгеновского излучения при воздействии на газо-кластерные струи Ar+SF6 и Ar+СF3I интенсивным фемтосекундным лазерным излучением существенно зависит от положения фокальной плоскости фокусирующей линзы относительно оси газо-кластерной струи. При оптимальном положении перетяжки лазерного излучения, в случае «высокого» контраста лазерного излучения формируется многофокусный плазменный филамент, а в случае «низкого» контраста лазерного излучения, филаментация происходит в монофокусном режиме. «Высокому» контрасту лазерного излучения соответствуют условия, при которых наносекундный контраст не хуже 10^5 и пикосекундный - 2?10^2, а «низкому» - соответствует наносекундный контраст не хуже 5?10^6 и пикосекундный - 10^6.
• Обнаружено, что зависимость выхода рентгеновского излучения от энергии Ti:Sa лазерного излучения на длине волны 0.8мкм для газо-кластерной смеси гексафторида серы с аргоном (концентрация 1:8) имеет нелинейный характер в измеренном диапазоне энергий 1-5мДж (вакуумная интенсивность находится в пределах 10ПВт/см2) и описывается степенной зависимостью с показателем степени 3/2. Порог генерации рентгеновского излучения наблюдается при ~1мДж падающей энергии.
• Установлено, что при распространении высокоинтенсивного фемтосекундного Ti:Sa лазерного излучения (I~5?10^15 Вт/см2) в газо-кластерной смеси газов SF6-Ar и СF3I-Ar в точках локального максимума выхода рентгеновского излучения сигнал третьей гармоники испытывает локальный минимум.
• Установлено, что в результате взаимодействия лазерного импульса (интенсивность 2x10^15Вт/см2) оптимальной длительности (~250-300фс) с газокластерной струей (Ar, SF6-Ar , CF3I-Ar) амплитуда спектральных компонент переднего фронта импульса практически не меняется, в то время как амплитуда спектральных компонент заднего фронта, приходящих через несколько сотен фс резко падает. Оценка доли поглощенной энергии, основанная на отношении интегралов модифицированного и невозмущенного спектров лазерного излучения, дает величину порядка 60% и около 70% для отрицательно и положительно чирпированного лазерного импульса соответственно. Данные значения подтверждаются прямыми измерениями поглощенной энергии лазерного импульса, полученными с помощью оптико-акустического детектора.
• Обнаружено, что спектр третьей гармоники, генерируемой в кластерной струе аргона (давление над клапаном 30атм, I~2?10^15Вт/см2) смещен относительно исходного на ~1,5нм. Знак сдвига зависит от знака чирпа в импульсе. При положительном чирпировании спектр ГТГ сдвигается в красную сторону, а при отрицательном – в синюю, что свидетельствует о доминирующей роли переднего фронта чирпированного лазерного импульса в процессе ГТГ.
• Оценена энергия быстрых ионов, возникающих в кластерной наноплазме под действием высокоинтенсивного фемтосекундного лазерного излучения I ~5?10^15Вт/см2 и приведена оценка глубины их имплантации в твердотельную кремниевую мишень.
• Сформулированы критерии выбора многоатомных молекул, кластеризующихся в смеси с легкими инертными газами, что позволяет получить эффективную генерацию характеристического рентгеновского излучения. Правомерность этих критериев была продемонстрирована на примере смесей фреона (CF2Cl2-He(Ar)). Получен максимальный выход К-характеристического излучения хлора в смеси CF2Cl2-He (1:9), порядка 2?10^-5 при энергии субпикосекундного (~250фс) лазерного импульса около 5мДж.
• В проведенных экспериментах установлено, что эффективность генерации характеристического рентгеновского излучения К-линии хлора при воздействии на кристалл KCl излучением фемтосекундного Ti:Sa лазера с интенсивностью I~2?10^15Вт/см2 оказывается величиной порядка 10^-9, что существенно ниже, полученной в случае использования кластеров CF2Cl2 при сопоставимой интенсивности.
• Предложена методика, в рамках которой измерение спектра характеристического рентгеновского излучения может быть использовано для детектирования смешанных кластеров.
• Предложено использование трехкомпонентной смеси для управления парциальной концентрацией компонент, образующих смешанные кластеры. На примере смеси фреона, аргона и гелия впервые показана возможность управления выходом характеристического излучения на линиях кластерообразующих частиц за счет влияния гелия, роль которого сводилась к эффективному снижению тепловой энергии компонентов смеси.
• Обнаружено, что существует критическая область давлений гелия в трехкомпонентной смеси CF2Cl2-Ar-He, когда резко увеличивается выход рентгеновского излучения на линиях аргона. |
