Сильная ионизация в углеродных нанопроволоках

Показано, что поверхности, покрытые наноструктурами, такими как массивы нанопроволок, намного сильнее поглощают лазерное излучение, чем гладкие поверхности. В результате эффективного поглощения лазерной энергии создаются электроны с высокой энергией, которые, в свою очередь, способны испускать интенсивные ультракороткие рентгеновские импульсы. С помощью полного трехмерного PIC-моделирования проанализировано поведение массивов углеродных нанопроволок диаметром 400 нм при облучении лазерным импульсом с длиной волны λ₀ = 400 нм, длительностью 60 фс на уровне половины амплитуды и векторным потенциалом a₀ = 18. Изучена динамика ионизации нанопроволок. Исследованы различия по силе и структуре ионизации между лазерными пучками, поляризованными линейно и по кругу. Обнаружено, что нанопроволоки полностью ионизируются примерно после 30 периодов лазерного излучения. Свет с круговой поляризацией оказывает несколько более сильное ионизирующее воздействие.