ПРИКЛАДНАЯ ФИЗИКА

Численное 1D PIC-моделирование ускорения ионов при взаимодействии релятивистского светового импульса с плазмой: оптимизация структуры двухкомпонентных многослойных мишеней

И. А. Сидоров
Институт общей физики РАН им. А. М. Прохорова, Москва, Россия

А. Б. Савельев
Московский государственный университет им. М. В. Ломоносова, Москва, Россия

   Моделирование ускорения ионов проведено с использованием одномерного 1D2P PIC-кода. Исследованы зависимости максимальной энергии и ширины энергетического спектра получаемых ионных пучков от длительности и интенсивности используемого излучения, а также от параметров мишени (толщины и количества слоев, видов и концентраций атомов). Найдена оптимальная конфигурация мишени, при которой энергия ускоренных ионов максимальна (5—160 МэВ для интенсивностей 5·10¹⁸—5·10²⁰ Вт/см²). Показано, что найденная оптимальная конфигурация мишени зависит от интенсивности и не зависит от длительности лазерных импульсов.

PACS: 52.38.-r

Ключевые слова: моделирование, энергетический спектр, ионный пучок, параметры мишени

Л и т е р а т у р а

1. Yanovsky V., Chvykov V., Kalinchenko G. et al.// Optic Express. 2008. V. 16. No. 3. P. 2109.
2. Cowan T. E., Fuchs J., Ruhl H. et al.// Phys. Rev. Lett. 2004. V. 92. No. 20. P. 204801.
3. Borghesi M., Mackinnon A. J., Campbell D. H. et al.// Ibid. No. 5. P. 055003.
4. Gitomer S., Jones R., Begay F., Ehler A., Kephart J., Kristal R.// Phys. Fluids, 1986. V. 29. No. 8. P. 2679.
5. Hegelich B. M., Albright B., Audebert P. et al.// Phys. Plas-mas. 2005. V. 12. No. 5. P. 056314.
6. Krushelnick K., Clark E. L., Allott R. et al.// IEEE Trans. Plasma Sci. 2000. V. 28. No. 4. P. 1184.
7. Bulanov S. V., Khoroshkov V. S.// Plasma Phys. Rep. 2002. V. 28. No. 5. P. 453.
8. Ledingham K. W. D., McKenna P., McCanny T. et al.// J. Phys. D: Appl. Phys. 2004. V. 37. P. 2341.
9. Habara H., Lancaster K. L., Karsch S. et al.// Phys. Rev. E. 2004. V. 70. No. 4. P. 046414.
10. Borghesi M., Bulanov S., Campbell D. H. et al.// Phys. Rev. Lett. 2002. V. 88. P.135002.
11. Fuchs J., Sentoku Y., d'Humieres E. et al.// Phys. Plasmas. 2007. V. 14. No. 5. P. 053105.
12. Kaluza M., Schreiber J., Santala M. I. K. et al.// Phys. Rev. Lett. 2004. V. 93. No. 4. P. 045003.
13. Allen M., Patel P. K., Mackinnon A. et al.// Ibid. No. 26. P. 265004.
14. Fuchs J., Sentoku Y., Karsch S. et al.// Ibid. No. 4. P. 265004.
15. Antici P., Fuchs J., d'Humieres E. et al.// Phys. Plasmas. 2007. V. 14. P. 030701.
16. Neely D., Foster P., Robinson A. et al.// Appl. Phys. Lett. 2006. V. 89. No. 2. P. 021502.
17. Lundh O., Lindau F., Persson A. et al.// Phys. Rev. E. 2007. V. 76. No. 2. P. 026404.
18. Albright B. J., Yon L., Hegelich B.M. et al.// Phys. Rev. Lett. 2006. V. 97. No. 11. P. 115005.
19. Robinson A. P. L., Bell A. R., Kingham R. J.// Ibid. V. 96. No. 3. P. 035005.
20. Zhang X., Shen B., Li X. et al.// Phys. Plasmas. 2007. V. 14. No. 7. P. 073101.
21. Бэдсел Ч., Ленгдон А. Физика плазмы и численное моделирование. — М.: Энергоатомиздат, 1989.
22. Mora P.// Phys. Rev. E. 2005. V. 72. No. 5. P. 056401.

Содержание