В плазме можно возбудить так называемое характеристическое рентгеновское излучение с нижних оболочек атомов в виде коротких импульсов, длительностью порядка 500 фс. Такой сверхкороткий рентгеновский источник очень важен для диагностики быстропротекающих процессов. Read more »

Ещё одна интересная задача – распространение мощных фемтосекундных лазерных импульсов в атмосфере. Она имеет важное значение, для зондирования атмосферы, для защиты от молний, потому что можно создать плазменный канальчик, по которому стечёт заряд из грозового облака, разрядив его. Микро-модификация диэлектрической среды в филаменте, вызванная фемтосекундным лазерным излучением, представляет собой новый метод записи волноводов, ответвителей, дифракционных решеток и других элементов микро-оптики в объеме оптических материалов

Read more »

Другое очень интересное направление – лазерная генерация ударных волн. То есть, когда  вещество, скажем металл, нагревает очень короткий световой импульс. Нагревает изохорически, то есть без изменения объёма. При этом в нагретом очень тонком поверхностном слое вещества толщиной порядка нескольких сотен нанометров возникают мегабарные давления, которые приводят  к возникновению ударных волн очень высокой амплитуды и малой длительности, которые распространяются вглубь образца. Отличительной их особенностью является рекордно малая локализация в пространстве. Характерный масштаб локализации такой ударной волны в веществе составляет несколько сотен нанометров.

Read more »

Еще одно направление исследований – это меньшие, так называемые умеренные (10¹¹÷10¹³ Вт/см²) потоки излучения. При воздействии таких импульсов в веществе происходит целый ряд интересных явлений, таких как неравновесный нагрев и релаксация  электронов и ионов, сверхбыстрые фазовые превращения, генерация ударных. Еще в 1979 году  мы первые наблюдали новый эффект – при нагреве пикосекундными импульсами металла электроны проводимости разогреваются до 10 000 градусов, а решётка остаётся холодной – менее 1000 градусов.

Read more »

Лазерные установки тераваттного уровня мощности используются сегодня в работах по целому ряду направлений. Это – и изучение состояния вещества в экстремальных условиях (давлениях, температурах), и импульсная генерация излучений в широком диапазоне от ультрафиолета до гамма-квантов, и получение потоков быстрых частиц (электронов, ионов, нейтронов). Все эти направления имеют множество возможных технологических приложений.

Read more »

Фундаментальные исследования экстремальных состояний. Здесь перед нами открывается широкий круг задач. Когда мощный лазерный импульс воздействует на поверхность металла, возникает плазма. При мощности импульса более 10¹⁴ Вт/см² получаются высокие электронные температуры до сотен и даже тысяч электронвольт, развиваются огромные давления до гигабар. Но всё это происходит в очень короткий промежуток времени – плазма быстро начинает разлетаться, температура и давление падают. Поэтому чтобы исследовать экстремальные состояния – а самое интересное происходит именно тогда, когда высокие температуры и давления, и хочется увидеть, какие там идут процессы, нужны методики, позволяющие получить информацию, когда разлёт плазмы ещё не развился. То есть, нужна методика измерений с фемтосекундным временным разрешением. Для этого фемтосекундный лазерный импульс делится на две части (нагревающий и зондирующий) с фемтосекундной временной задержкой между ними. Мы применили методику с фурье-обработкой, которые позволяют получить информацию об амплитуде и фазе отражённого импульса именно в момент, когда возникает плазма. Меняя задержку, мы можем получить эту информацию последовательно в фемто, пико — и наносекундном временных интервалах, то есть исследовать динамику свойств плазмы. Мы впервые получили информацию о транспортных параметрах лазерной плазмы, возникающей под действием ФЛИ на поверхность алюминия и серебра.