Ускорение многозарядных ионов высококонтрастным фемтосекундным лазерным импульсом релятивистской интенсивности с передней поверхности твердотельной мишени

Показано, что эффективность ускорения протонов и многозарядных ионов (а также зарядовый состав последних), ускоряемых назад при облучении передних поверхностей толстых твердотельных мишеней мощным фемтосекундным лазерным излучением с интенсивностью 2 × 10¹⁸ Вт/см², определяется контрастом этого излучения. Так, при контрасте ~10^-8 на мишенях из полиэтилена, кремния и молибдена зарегистрированы высокоионизованные ионы вплоть до C⁶⁺, Si¹²⁺ и Mo¹⁴⁺, при этом ионы с зарядами до C⁵⁺, Si¹⁰⁺ и Mo¹⁰⁺ обладали энергией на заряд более 100 кэВ. В случае металлической мишени эффективность ускорения протонов значительно снижалась, что указывает на очистку ее поверхности предымпульсом. Измерения при повышенном на два-три порядка контрасте показали наличие быстрых протонов (до 300 – 700 кэВ) на всех мишенях, а также уменьшение энергий и максимальных зарядов многозарядных ионов.