ЦИЭС - xcels

115
энергий. В настоящее время отсутствуют надежные теоретические модели,
описывающие как данные три стадии, так и динамику лазерного импульса при его
распространении в плазме. Кроме этого, требуют анализа различные способы
контроля самоинжекции, а также различные схемы инжекции внешнего
электронного пучка. Среди способов контроля, активно обсуждающихся в
последнее время, можно отметить: способ со сталкивающимися лазерными
импульсами [2-3], с изменяющейся плотностью плазмы вдоль трассы ускорения в
[4-6], с ионизационным контролем [7] и др. Разработанные в ЦИЭС теоретические
модели будут использоваться для планирования и анализа экспериментов.
Одним из важнейших применений продуктов взаимодействия мощного
лазерного импульса с веществом является создание нового поколения источников
электромагнитного излучения в труднодоступных областях электромагнитного
спектра с предельными параметрами. Возможные приложения охватывают
изучение сверхбыстрых процессов в атомах, молекулах и твёрдых телах, новые
методы диагностики в медицине, структурные исследования сложных молекул в
биологии, органической химии, фармацевтике и т.д. В настоящее время в этом
диапазоне отсутствуют мощные, компактные и эффективные источники
излучения. Существует много механизмов, приводящих к эффективной генерации
коротковолнового излучения: бетатронный механизм [8], комптоновский механизм
[9], генерацию высоких гармоник при взаимодействии лазерного импульса с
поверхностью твердотельных мишеней [10][, электромагнитные каскады [11].
Следует отметить, что создание теоретических моделей, описывающих данные
механизмы, далеко от завершения. Определённые успехи были достигнуты при
использовании асимптотического анализа, основанного на применении теории
релятивистского самоподобия [12]. Этот подход позволил получить относительно
универсальные спектры генерируемых на поверхности мишени высоких гармоник
[13-14]. Эти спектры были подтверждены экспериментально [15-16].
В сильно нелинейных режимах более точной моделью оказалась модель
релятивистской электронной пружины [17]. Эта модель описывает процесс
генерации гармоник как трёхстадийный: энергия лазерного излучения сначала
перекачивается в энергию плазменных полей, возникающих при разделении
зарядов, затем эта энергия трансформируется в кинетическую энергию
электронов, вылетающих навстречу излучению, а на последнем этапе пучок
разогнанных электронов генерирует короткий аттосекундный всплеск.