Исследование спектрального состава рентгеновского излучения фемтосекундной лазерной плазмы термолюминесцентными детекторами

Capa

Citar

Texto integral

Acesso aberto Acesso aberto
Acesso é fechado Acesso está concedido
Acesso é fechado Somente assinantes

Resumo

Описана и экспериментально апробирована методика, предназначенная для проведения исследований спектрального состава рентгеновского излучения фемтосекундной лазерной плазмы в широком диапазоне энергий квантов от 1 кэВ до почти 1 МэВ на основе термолюминесцентных детекторов из фторида лития LiF(Mg,Ti). Одновременно проводились измерения полупроводниковыми детекторами матричного типа. Результаты измерений параметров плазмы при воздействии фемтосекундного импульса с пиковой интенсивностью около 1018 Вт/см2 на металлическую (медную) мишень демонстрируют хорошее совпадение данных с приборов разных типов как с точки зрения определения формы спектра, так и коэффициента преобразования энергии лазерного импульса в поток квантов. Получены оценки температуры горячих электронов, которая превышает 100 кэВ, определен поток квантов К-линий меди, который превышает 109 за выстрел. Рассмотрены преимущества и ограничения методик измерения спектра в задачах лазерно-плазменного взаимодействия.

Texto integral

Acesso é fechado

Sobre autores

Г. Салахутдинов

Национальный исследовательский ядерный университет “МИФИ”

Autor responsável pela correspondência
Email: saip07@mail.ru
Rússia, 115409, Москва, Каширское ш., 31

К. Иванов

Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова; Физический институт им. П.Н. Лебедева Российской академии наук

Email: saip07@mail.ru
Rússia, 119991, Москва, Ленинские горы 1, стр. 2; 119991, Москва, Ленинский просп., 53

И. Григорьева

Национальный исследовательский ядерный университет “МИФИ”

Email: saip07@mail.ru
Rússia, 115409, Москва, Каширское ш., 31

В. Кушин

Национальный исследовательский ядерный университет “МИФИ”

Email: saip07@mail.ru
Rússia, 115409, Москва, Каширское ш., 31

А. Рупасов

Физический институт им. П.Н. Лебедева Российской академии наук

Email: saip07@mail.ru
Rússia, 119991, Москва, Ленинский просп., 53

И. Цымбалов

Институт ядерных исследований Российской академии наук

Email: saip07@mail.ru
Rússia, 117312, Москва, просп. 60-летия Октября, 7а

А. Савельев-Трофимов

Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова; Физический институт им. П.Н. Лебедева Российской академии наук

Email: saip07@mail.ru
Rússia, 119991, Москва, Ленинские горы 1, стр. 2; 119991, Москва, Ленинский просп., 53

И. Бусыгина

Национальный исследовательский ядерный университет “МИФИ”

Email: saip07@mail.ru
Rússia, 115409, Москва, Каширское ш., 31

П. Наумов

Национальный исследовательский ядерный университет “МИФИ”

Email: saip07@mail.ru
Rússia, 115409, Москва, Каширское ш., 31

Bibliografia

  1. Faure J., Gustas D., Guenot D., Vernier А., Böhle F. // Plasma Physics and Controlled Fusion. 2019. V. 61. P. 014012. https://doi.org/10.1088/1361-6587/aae047
  2. Gibbon P. Short Pulse Laser Interactions with Matter: An Introduction. Imperial College Press, London, 2005, p. 127.
  3. Borm B., Khaghani D., Neumayer P. // Phys. Plasmas. 2019. V. 26. P. 023109. https://doi.org/10.1063/1.5081800
  4. Barbato F., Batani D., Mancelli D., Trela J., Zeraouli G., Boutoux G., Neumayer P., Atzeni S., Schiavi A., Volpe L., Bagnoud V., Brabetz C., Zielbauer B., Bradford P., Woolsey N., Borm B., Antonelli L. // J. Instrum. 2019. V. 14. P. C03005. https://doi.org/10.1088/1748-0221/14/03/C03005
  5. Крюков П.Г.//Успехи физических наук. 2015. Т. 185. № 8. С. 817. https://doi.org/10.3367/UFNr.0185.201508b.0817
  6. Ivanov K.A., Gavrilin M., Volkov R.V. // Laser Physics Letters. 2021. V. 18. 075401. http://dx.doi.org/10.1088/1612-202x/ac034a
  7. Huang K., Li M H., Yan W.C., Guo X., Li D.Z., Chen Y.P., Ma Y., Zhao J.R., Li Y.F., Zhang J., Chen L.M. // Rev. Sci. Instrum. 2014. V. 85. P. 113304. https://doi.org/10.1063/1.4901519
  8. Ivanov K.А., Uryupina D.S., Volkov R.V., Shkurinov A.P.,Ozheredov I. A., Paskhalov A. A., Eremin N.V., Savel’ev A.B. // Nucl. Instrum. Methods. Phys. Res. A. 2011. V. 653 P. 58. https://doi.org/10.1016/j.nima.2011.01.160
  9. Hollinger R., Bargsten C., Shlyaptsev V.N., Kaymak V., Pukhov A., Capeluto M. G., Wang S., Rockwood A., Wang Y., Townsend A., Prieto A., Stockton P., Curtis A., Rocca J. J. // Optica. 2017. V. 4. P. 1344. https://doi.org/10.1364/optica.4.001344
  10. Ivanov K.A., Gozhev D.A., Rodichkina S.P., Makarov S.V., Makarov S.S., Dubatkov M.A., Pikuz S.A., Presnov D.E., Paskhalov A.A., Eremin N.V., Brantov A.V., Bychenkov V.Y., Volkov R.V., Timoshenko V.Y., Kudryashov S.I., Savel’ev A.B. // Appl. Phys. B. 2017. V. 123. P. 252. https://doi.org/10.1007/s00340-017-6826-4
  11. Wenz J., Schleede S., Khrennikov K. // Nat. Commun. 2015. V. 6. P. 7568. https://doi.org/10.1038/ncomms8568
  12. Hansheng Ye, Yuqiu Gu, Quanping Fan, Xiaohui Zhang, Shaoyi Wang, Fang Tan, Jie Zhang, Yue Yang, Yonghong Yan, Jiaxing Wen, Yuchi Wu, Wei Lu, Wenhui Huang, Weimin Zhou // AIP Advances. 2023. V. 13. P. 035330. https://doi.org/10.1063/5.0130819
  13. Баловнев А.В., Григорьева И.Г., Салахутдинов Г.Х. // ПТЭ. 2015. № 2. С. 89. https://doi.org/10.7868/S0032816215020044
  14. Stafford A., Safronova A.S., Faenov A.Y. // Laser Part. Beams. 2017. V. 35. P. 92. https://doi.org/10.1017/S026303461600077X
  15. Eftekhari-Zadeh E., Blümcke M.S., Samsonova Z., Loetzsch R., Uschmann I., Zapf M., Ronning C., Rosmej O.N., Kartashov D., Spielmann C. // Phys. Plasmas. 2022. V. 29. P. 013301. https://doi.org/10.1063/5.0064364
  16. Баловнев А.В., Григорьева И.Г., Салахутдинов Г.Х. // ПТЭ. 2015. № 1. С. 100. https://doi.org/10.7868/S0032816215010279
  17. Ефимов Н.Е., Григорьева И.Г., Макаров А.А., Крат С.А., Пришвицын А.С., Алиева А.И., Савелов А.С., Кирко Д.Л., Салахутдинов Г.Х.// ПТЭ. 2023. № 2. С. 73.
  18. Тиликин И.Н., Шелковенко Т.А., Пикуз С.А., Григорьева И.Г., Макаров А.А., Салахутдинов Г.Х.// ПТЭ. 2023. № 4. С. 79.
  19. Баловнев А.В., Григорьева И.Г., Салахутдинов Г.Х. // ПТЭ. 2018. № 1. P. 84 https://doi.org/10.7868/S0032816218010135
  20. Григорьева И.Г., Макаров А.А., Корф А.Н., Салахутдинов Г.Х. // ПТЭ. 2022. № 4. С. 90. https://doi.org/10.31857/s0032816222040115
  21. Malka G., Miquel J.L // Phys. Rev. Lett. 1996. V. 77. 75. https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.77.75
  22. Beg F.N., Bell A.R., Dangor A.E., Danson C.N., Fews A.P., Glinsky M.E., Hammel B.A., Lee P., Norreys P.A., Tatarakis M. // Phys. Plasmas. 1997. V. 4. P. 447. https://doi.org/10.1063/1.872103
  23. Reich Ch., Gibbon P., Uschmann I., Förster E. // Phys. Rev. Lett. 2000. V. 84. P. 4846. https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.84.4846
  24. Ivanov K.A., Shulyapov S.A., Turinge A.A., Brantov A.V., Uryupina D.S., Volkov R.V., Rusakov A.V., Djilkibaev R.M., Nedorezov V.G., Bychenkov V.Yu., Savel’ev A.B. // Contrib. Plasma Phys. 2013. V. 53. P. 116. https://doi.org/10.1002/ctpp.201310023
  25. Horst F., Fehrenbacher G., Radon T., Kozlova E., Rosmej O., Czarnecki D., Schrenk O., Breckow J., Zink K. // Nucl. Instrum. Methods. Phys. Res. A. 2015. V. 782. P. 69. https://doi.org/10.1016/j.nima.2015.02.010

Arquivos suplementares

Arquivos suplementares
Ação
1. JATS XML
Baixar
2. Fig. 1. a – Schematic diagram of the experimental setup, b – assembly of thermoluminescent detectors: 1 – laser pulse, 2 – focusing optics, 3 – target, 4 – TLD-based spectrometer, 5 – MediPix detector, 6 – back-illuminated CCD matrix.

Baixar (161KB)
Metadados
3. Fig. 2. Spectral sensitivity of quanta registration for two semiconductor detectors.

Baixar (43KB)
Metadados
4. Fig. 3. Measured typical attenuation curves of filters made of different materials: a – aluminum, b – lead, c – lithium fluoride.

Baixar (50KB)
Metadados
5. Fig. 4. Results of X-ray measurements using spectrometers based on semiconductor detectors (red curves) and based on LiF(Mg,Ti) detectors (black curves) in the ranges of 2–15 keV (a) and 20–1000 keV (b).

Baixar (83KB)
Metadados

Declaração de direitos autorais © Russian Academy of Sciences, 2024