Взаимодействие мощного лазерного импульса с пористым веществом сверхкритической плотности

Исследованы свойства неравновесной плазмы, образующейся при воздействии мощного лазерного импульса с интенсивностью I_L ≈ 10¹⁴ — 10¹⁵ Вт/см² на плоские мишени из пористого вещества со средней плотностью, значительно превышающей критическую плотность плазмы, соответствующую плазменному резонансу. Плотность пористого вещества ρ_a составляет ≈ 10 — 20 мг/см³ при критической плотности ρ_cr ≈ 3 мг/см³, соответствующей длине волны воздействующего излучения. Установлено аномально высокое (не менее 80%) поглощение лазерного излучения внутри мишени. В течение первых 3 — 4 нс взаимодействия поток плазмы через облучаемую поверхность мишени навстречу лазерному пучку был в значительной степени подавлен, а именно только ≈ 5% поглощенной лазерной энергии трансформировалось в энергию частиц этого потока за время лазерного импульса. В это время поглощенная энергия содержалась в виде внутренней энергии плазмы (парниковый эффект), а затем трансформировалась в энергию мощного гидродинамического движения вещества, окружающего область поглощения, подобно "сильному взрыву". Теоретически обоснованы особенности образования и эволюции неравновесной лазерной плазмы пористых сред, что объясняет результаты экспериментов. К этим особенностям относятся объемное поглощение лазерного излучения в мишени и объемное испарение пористого вещества, разлет образующейся плазмы внутрь пор, стохастические столкновения плазменных потоков и гидротепловая диссипация энергии, которые приводят к генерации долгоживущих осцилляций плотности плазмы и образованию внутренней области поглощения лазерного излучения.