超快激光诱导固相至过密等离子体转变的光学探测
等离子体物理
2024-05-09 v1
摘要
理解靶在与相对论超短激光脉冲相互作用过程中的动力学，是一个涉及至少原子与固态物理、等离子体物理和激光物理的具挑战性的基础多物理问题。作为激光脉冲上升沿电离靶而形成的所谓预等离子体，其性质在实验与建模中均难以获取，且这一激光诱导的从固相到过密等离子体在皮秒时间尺度上的转变的许多方面仍是开放问题。同时，诸如激光驱动离子加速等应用需要对预等离子体有精确认知与控制，因为加速过程本身的效率关键取决于脉冲相对论强度峰值到达时靶的性质。通过捕捉相互作用初始阶段的动力学，我们报道了对预等离子体形成与演化的详细可视化。纳米薄类金刚石碳箔在强度< 10^16 W/cm^2的激光上升沿期间由固相转变为等离子体。单发近红外探针透射测量证实了密度高于10^23 cm^-3（约临界等离子体密度的100倍）的膨胀等离子体的亚皮秒动力学。固态相互作用模型与动力学等离子体描述的互补性，为电离、碰撞与膨胀的相互作用提供了深刻见解。
引用
@article{arxiv.2309.00303,
title = {Optical Probing of Ultrafast Laser-Induced Solid-to-Overdense-Plasma Transitions},
author = {Yasmina Azamoum and Georg Alexander Becker and Sebastian Keppler and Guillaume Duchateau and Stefan Skupin and Mickael Grech and Fabrice Catoire and Sebastian Hell and Issa Tamer and Marco Hornung and Marco Hellwing and Alexander Kessler and Franck Schorcht and Malte Christoph Kaluza},
journal= {arXiv preprint arXiv:2309.00303},
year = {2024}
}