Спосіб прискорення і кумуляції іонів лазерним імпульсом

1 Спосіб прискорення і кумуляції ІОНІВ лазерним імпульсом, що включає його фокусування в іонізованому середовищі, який відрізняється тим, що лазерний імпульс генерують в TEMooq-моді і центральну його частину затримують відносно його периферичної частини з утворенням оптичної різниці ходу між ними Д ДІ, яка відповідає співвідношенню ДІ < с -X,, де с - швидкість світла в вакуумі, і, -тривалість лазерного імпульсу 2 Спосіб за п 1, який відрізняється тим, що центральна частина лазерного імпульсу, яка затримується, має поперечний розмір, який становить 0,3 від загального поперечного розміру імпульсу 3 Спосіб за пп 1, 2, який відрізняється тим, що для утворення оптичної різниці ходу ДІ лазерний імпульс до або після фокусування пропускають крізь круглу плоско-паралельну пластину з показником заломлення більшим одиниці 4 Спосіб за пп 1, 2, який відрізняється тим, що для утворення оптичної різниці ходу ДІ лазерний імпульс до або після фокусування пропускають крізь попередньо виконаний за допомогою зовнішнього іонізатора плазмовий згусток з показником заломлення більшим за одиницю 5 Спосіб за пп 1, 2, 3, 4, який відрізняється тим, що створюють два синхронізовані за часом лазерні імпульси і після створення оптичної різниці ходу у кожному із них та їх фокусування, за умови, що ( F 1 + F 2 - S ) < c - x l , де Fi і F2 - фокусні відстані фокусуючих лінз одного та другого імпульсів, S - відстань між оптичними центрами цих лінз, їх направляють уздовж однієї осі назустріч один одному (О Винахід відноситься до області прискорення ІОНІВ за допомогою тиску електромагнітної хвилі, а саме, до пондеромоторного прискорення ІОНІВ лазерним випромінюванням з кумуляцією ІОНІВ у просторі фокусування лазерного імпульсу субпікосекундної тривалості Винахід може бути використаний для створення яскравого та компактного джерела швидких нейтронів з імпульсами пікосекундної тривалості, для створення активного середовища рентгенівського та гама-лазерів, для отримання багатозарядних ІОНІВ та ініціювання ядерних реакцій Відомо про спосіб прискорення і кумуляції ІОНІВ імпульсним лазерним випромінюванням [1] За цим способом виконують фокусування імпульсу TEMooq-моди в іонізованому газовому середовищі Внаслідок цього під впливом пондеромоторних сил іони прискорюються у радіальному напрямку від носно осі поширення імпульсу Однак кумуляція ІОНІВ в цьому випадку дуже слабка тому, що немає переважного напрямку зосередження прискорених ІОНІВ, необхідного для ефективної кумуляції Найбільш близьким до патентованого способу є, прийнятий за прототип, спосіб прискорення і кумуляції ІОНІВ лазерним імпульсом [2], який теж включає його фокусування в іонізованому середовищі Генерацію імпульсу за цим способом виконують в TEMoiq-моді, що обумовлює фокусування імпульсу в формі кільця При такому фокусуванні іони, що знаходяться всередині кільця, отримують під впливом пондеромоторних сил радіальне прискорення в напрямку до центру і утворюють збіжну циліндричну ударну хвилю Коли іони досягають осі, відбувається їх кумуляція з утворенням плазмової нитки високої густини Діаметр такої нитки може бути менш мікрона, а и довжина визначаєть ю 1 ю 57256 ся довжиною каустикі лазера і складає 100показником заломлення більшим одиниці 200мкм В іншому варіанті для створення оптичної різЦей спосіб має два основних недоліки Перниці ходу ДІ лазерний імпульс до або після фокуший обумовлено роботою лазера в режимі TEMoiqсування пропускають крізь попередньо створений моди, яка потрібна для забезпечення циліндричної за допомогою зовнішнього іонізатора плазмовий кумуляції прискорених ІОНІВ Але резонатори лазезгусток з показником заломлення більшим одиниці рів, що працюють на TEMoiq-моді, мають порівняно Спосіб можна здійснити в такому варіанті, ковеликі дифракційні втрати Наприклад, резонатор ли створюють два синхронізовані за часом лазерні лазера, котрий було використано в [2], і який праімпульси і після створення оптичної різниці ходу у цював у режимі самосинхронізування мод, мав кожному з них та їх фокусування, за умови, що довжину біля 1,5м Такий резонатор має невелике (Fi+F2-S)