Бесстолкновительное поглощение энергии интенсивного лазерного излучения в классической наноразмерной плазме

• Автор: Корнеев, Филипп Александрович
• Шифр специальности: 01.04.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 111 с. : ил.

Список наиболее важных обозначений

0.1 Объект исследования и актуальность темы

0.1.1 Используемые в работе приближения

0.2 Цели и результаты работы

1 Бесстолкновителыюе поглощение в плоской наноплазме

1.1 Постановка задачи

1.2 Вычисление диэлектрической постоянной и скорости поглощения энергии

1.3 Применение для вычисления поглощённой энергии методов классической

механики. Возникновение стохастического режима

1.3.1 Вычисление поглощённой энергии в переменных действие-угол

1.3.2 Критерий возникновения режима стохастического нагрева

1.4 Обсуждение результатов, полученных для одномерных систем
1.4.1 Зависимость скорости бесстолкновительного поглощения энергии от
формы самосогласованного потенциала
1.4.2 Зависимость скорости бссстолкпопI(тельпого поглощения энергии от
граничных условий и электронной функции распределения
1.4.3 Обсуждение возможности экспериментального наблюдения эффекта
2 Бесстолкновителыюе поглощение в цилиндрической и сферической симметричной наноплазме
2.1 Постановка задачи
2.1.1 Кластеры: сферичсски-симметричная наноплазма
2.1.2 Нити: наиоплазма с цилиндрической симметрией
2.2 Вычисление скорости поглощения энергии
2.2.1 Кластеры
2.2.2 Нити
2.3 Обсуждение результатов
2.3.1 Величина скорости поглощения при некоторых модельных предположениях
2.3.2 Зависимость скорости поглощения от граничных условий
2.3.3 Возможность экспериментального наблюдения эффекта бссстолкновителыюго поглощения в кластерах
3 Диполыюе излучение частицы в центральном потенциале притяжения
3.1 Излучение частицы в центральном поле
3.2 Излучение нагретого кластера
3.3 Флуктуационпо-диссипативнос соотношение
Заключение
Литература

Список наиболее важных обозначений.
те = 0,911 х 10~27г - масса электрона е = 4,8 х 10~1Оед. СГС - элементарный заряд Ті = 1,05 х 10_27эрг-сск - постоянная Планка гсе - средняя плотность электронов в напообъекте ер, г>р - энергия и скорость Ферми электронного газа Те - характерная кинетическая энергия одного электрона тее, иее - время и частота элсктрон-эдектроиных столкновений гд - эффективная частота столкновений электрона с границей системы От - тепловая (характерная или эффективная) скорость движения электронов в электронной плазме
1е ~ длина свободного пробега электрона Е0 - напряжённость электрического поля лазерной волны и и Л - частота и длина волны внешней лазерной волны (д - амплитуда колебаний электрона в поле лазерной волны
2 г2
£УП = ~ пондермоторная (колебательная) энергия электрона в линейнополяризованном электромагнитном поле напряжённости Е0 и частоты ш
£{1) - напряжённость внутреннего электрического поля внутри наносистемы М - масса иона
Еіоп ~ средний заряд одного нона щ - средняя концентрация ионов в нанообъекте к - степень внешней ионизации облучаемой системы теі, щ - время и частота электрон-ионных столкновений Тіо„ - характерное время разлёта ионной подсистемы напотела Цш = ~ у7® - ширина нормального скпн-слоя 14іп = ~ - ширина аномального сюш-слоя и — 1пк£ _ частота плазменных колебаний
У у те
0)2 = - частота поверхностного плазмона в цилиндрической нити
- частота Ми (частота поверхностного плазмона в сферическом теле) г0 = у/2^? ~ дебаевский радиус
и{г), и(г) - самосогласованный потенциал в плёнке и кластере (нити) б„ - энергия п-го уровня в одномерном самосогласованном потенциале [7(г) с„ - энергия уровня с набором п = {пг,1,тп} квантовых чисел в самосогласованном потенциале II(г)

Рис. 1.2. Критерий перекрытия резонансов.
не достигается критическое значение плотности, приводящее к резонансу /6/.
Если функция распределения электронов /(б) в самосогласованном потенциале II (г) известна, вклад бесстолкновительного затухания в диэлектрическую проницаемость (1.28), величину поглощения (1.29) и все остальные величины, такие как, например, коэффициент отражения и прохождения, скорость поглощения энергии могут быть вычислены численно, а в некоторых ситуациях даже аналитически. Отдельной важной задачей является нахождение квазиравновесной функции распределения и самосогласованного потенциала в горячей ионизованной плёнке. Поскольку здесь не рассматриваются подобные вопросы, для качественного понимания поведения свойств бесстолкновительного поглощения при вариации параметров предполагается рассмотреть простейшие модельные потенциалы: бесконечно глубокую прямоугольную потенциальную яму и "треугольный" потенциал - потенциал заряженной плоскости. Это примеры "закрытых" потенциалов, испарение электронов из которых невозможно даже для произвольно большой энергии. В таких системах может достигаться термодинамическое равновесие и распределение тогда