Генерация квазимонохроматических пучков ускоренных электронов при взаимодействии слабоконтрастного интенсивного фемтосекундного лазерного излучения с краем металлической фольги

Экспериментально продемонстрировано формирование монохроматических пучков ускоренных электронов при фокусировке фемтосекундного лазерного излучения интенсивностью 2 × 10¹⁷ Вт/см² на торец алюминиевой фольги. Электроны имели энергетические распределения с пиками в диапазоне 0.2 – 0.8 МэВ и разбросом по энергии менее 20 %. Рассмотрен механизм ускорения, связанный с генерацией плазменной волны в результате самомодуляционной неустойчивости лазерного импульса в докритической плазме, созданной предымпульсом лазерной системы, приходящим за 10 нс до основного импульса. Проведенное одномерное PIC-моделирование взаимодействия лазерного излучения с плазмой с концентрацией 5 × 10¹⁹ см^-3 показало, что при наличии неоднородностей плотности на границе плазмы и во временной форме пучка может происходить эффективное возбуждение плазменной волны, захват и ускорение пучков электронов с энергией порядка 1 МэВ.