Экспериментальное исследование взаимодействия низкокогерентного лазерного излучения с мишенями различной структуры

• Автор: Фроня, Анастасия Андреевна
• Шифр специальности: 01.04.21
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 101 с. : ил.

Оглавление
Введение

Глава 1 Обзор литературы

Современное состояние исследований взаимодействия лазерного излучения с веществом

1.1 Существующие представления о процессах, происходящих в лазерной плазме

1.2 Экспериментальные исследования взаимодействия лазерного излучения с малоплотными материалами

1.3 Постановка задачи

Глава 2 Экспериментальная техника

2.1 Лазерная установка «Канал-2»

2.2 Диагностический комплекс

2.3 Канал спектральной диагностики в диапазоне 0,4 — 1,1 мкм

2.4 Канал для изучения диаграммы направленности излучения, рассеянного плазмой
2.5 Калориметрическая система
2.6 Канал для изучения временных характеристик рассеянного плазмой излучения
2.7 Четырёхчастотный поляризационный микроскоп
Глава 3 Взаимодействие низкокогерентного лазерного излучения с различными мишенями
3.1 Малоплотные мишени
3.2 Энергетические характеристики плазмы малоплотных мишеней
3.3 Диаграммы направленности излучения, рассеянного плазмой
3.4 Изображение плазмы, полученные с помощью четырехчастотного поляризационного микроскопа
3.5 Распределение интенсивности излучения в ближней зоне
3.6 Спектральный состав рассеянного плазмой излучения

3.7 Временные характеристики излучения плазмы
3.8 Взаимодействие низкокогерентного лазерного излучения с мишенями твердотельной плотности
Заключение
Литература
Введение

Актуальность темы
В настоящее время весьма актуальной задачей является изучение свойств материалов, подвергающихся воздействию концентрированных потоков лазерной энергии. Воздействие таких потоков с плотностью мощности от 109 Вт/см2 на вещество приводит к поглощению части падающей энергии и к образованию плазменного источника, характеристики которого определяются как параметрами лазерного излучения, так и свойствами исследуемого вещества. Изучение процессов, протекающих при таком взаимодействии, важно как для фундаментальной, так и прикладной пауки.
Изменение условий взаимодействия расширяет круг исследовательских возможностей и может достигаться несколькими способами, например, формированием лазерного излучения с новым комплексом параметров или созданием новых материалов.
Развитие технологий производства материалов с заданной структурой и плотностью позволило получать пористые плёнки с объёмной плотностью 1 - 100 мг/см3 [1]. Изучение физических процессов, происходящих в плазме, возникающей при воздействии лазерного излучения на подобные материалы, представляет большой интерес с точки зрения изучения физики взаимодействия мощных потоков лазерного излучения с веществом. Так, например, малоплотные объемноструктурированные материалы используются в таких перспективных фундаментальных научных направлениях, как физика высоких плотностей энергии, лазерный термоядерный синтез, моделирование в лабораторных условиях астрофизических явлений [2, 3]. Также исследуются возможности их применения в прикладных задачах, например, в конструкциях мишеней для лазерного термоядерного синтеза (ЛТС) [1].

Совмещение поверхности мишени с положением фокуса лазерного излучения контролируется системой передачи изображения в реальном времени. Предельное разрежение в камере взаимодействия составляет 5-10'4 мм. рт. ст.
2.2 Диагностический комплекс
Для изучения параметров лазерной плазмы используются различные методы диагностики. Так оптические методы диагностики нашли широкое применение в экспериментальных исследованиях плазмы, возникающей в условиях взаимодействия лазерного излучения с веществом (например, [56, 57, 23, 18]). Одним из таких методов является регистрация излучения плазмы с высоким пространственным, спектральным и временным разрешением. Его распространенность и эффективность обусловлена не только тем, что такой метод дает информацию о локальных параметрах лазерной плазмы таких, как ее температура в областях с критической и четверти критической концентрацией электронов, скорость разлета, но также и тем, что этот метод позволяет судить об эффективности поглощения лазерной энергии. Другая отличительная особенность такого метода - возможность диагностирования в плазме областей интенсивного электромагнитного поля, что, в свою очередь, позволяет судить об эффективности нелинейного взаимодействия мощного излучения с плазмой и механизмах такого взаимодействия. Поэтому развитие методик, позволяющих изучать распределение светимости плазмы по излучающей поверхности в различных спектральных диапазонах с высоким пространственным и временным разрешением, является актуальной задачей.
Особенностью лазерной плазмы является то, что условия ее возникновения, как и сами свойства плазмы, существенно зависят от характера взаимодействия лазерного излучения с мишенью, которые, вообще