Исследование спектрального состава рентгеновского излучения фемтосекундной лазерной плазмы термолюминесцентными детекторами

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

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.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

Г. Х. Салахутдинов

Национальный исследовательский ядерный университет “МИФИ”

Автор, ответственный за переписку.
Email: saip07@mail.ru
Россия, 115409, Москва, Каширское ш., 31

К. А. Иванов

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

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

И. Г. Григорьева

Национальный исследовательский ядерный университет “МИФИ”

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

В. В. Кушин

Национальный исследовательский ядерный университет “МИФИ”

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

А. А. Рупасов

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

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

И. Н. Цымбалов

Институт ядерных исследований Российской академии наук

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

А. Б. Савельев-Трофимов

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

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

И. А. Бусыгина

Национальный исследовательский ядерный университет “МИФИ”

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

П. Ю. Наумов

Национальный исследовательский ядерный университет “МИФИ”

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

Список литературы

  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

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. а – Условная схема экспериментальной установки, б – сборка термолюминесцентных детекторов: 1 – лазерный импульс, 2 – фокусирующая оптика, 3 – мишень, 4 –спектрометр на основе ТЛД, 5 – детектор MediPix, 6 – ПЗС-матрица с обратной засветкой.

Скачать (161KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Спектральная чувствительность регистрации квантов для двух полупроводниковых детекторов.

Скачать (43KB)
Метаданные
4. Рис. 3. Измеренные типичные кривые ослабления фильтрами, изготовленными из различных материалов: а – алюминий, б – свинец, в – фторида лития.

Скачать (50KB)
Метаданные
5. Рис. 4. Результаты измерений рентгеновского излучения с помощью спектрометров на основе полупроводниковых детекторов (кривые красного цвета) и на основе детекторов LiF(Mg,Ti) (кривые черного цвета) в диапазонах 2–15 кэВ (а) и 20–1000 кэВ (б).

Скачать (83KB)
Метаданные

© Российская академия наук, 2024