ЦИЭС - xcels

126
тормозящую фазу поля) и поглощением энергии лазерного поля в плазме.
Характерная длина, на которой происходит дефазировка электронов,
определяется выражением [41]
2
ω
ld
≈ λ
2 p
ωp
1,
2
a0
>1,
π
ω – частота лазерного излучения, ω p – электронная плазменная частота, a 0 –
нормализованный вектор потенциал лазерного излучения. Нормализованный
вектор потенциал связан с интенсивностью лазерного излучения следующим
соотношением
[ ]
−10 ⎡ 2 ⎤
a
0
= 8.6 × 10 λ мкм I
⎣
Вт/см
⎦ . (2.1.3)
В сильно нелинейном режиме, который характерен для экспериментов в ЦИЭС,
происходит сильная электронная кавитация. В результате позади лазерного
импульса образуется плазменная полость, почти полностью свободная от
плазменных электронов. В этом сильно нелинейном режиме длина дефазировки
определяется выражением [12]
l
p
2 2
( 2/3 )( ω / ωp)
≈ R, (2.1.5)
где R – радиус полости. Оценка для длины, на которой теряется значительная
часть энергии лазерного импульса, может быть записана в виде [41]
a
l
2
ω
≈ λ
pd 2
ωp
-2 2
a0 a0
2
0 π a0
p
, > 1.
(2.1.6)
Данные оценки получены в одномерном приближении. Для реальной трехмерной
геометрии простых и точных оценок для l pd нет.
Теория подобия, развитая в работах [12, 42], позволяет связать параметры
пучка ускоренных в плазме электронов с параметрами лазера и плазмы. Из
теории следует, что требование эффективного ускорения электронов
накладывает определенные ограничения на геометрию лазерного импульса
R < cT , (2.1.7)
где R – поперечный размер лазерного импульса, а T – его длительность.
Кроме этого, плотность плазмы должна быть также ограничена сверху [42]