TY - JOUR

T1 - Усиление угловой дисперсии лазерных гармоник высокого порядка при взаимодействии с плотными плазменными кластерами

AU - Андреев, Александр Алексеевич

AU - Литвинов, Лев Алексеевич

PY - 2023

Y1 - 2023

N2 - Diffraction gratings and photonic crystals are widely used to control light. However, their capabilities are less effective in the case of extreme ultraviolet (XUV) radiation due to the high absorption of the optical material in this frequency range. In this work, we study the possibility of enhancing the angular dispersion of XUV radiation due to scattering by plasma clusters whose dimensions are smaller than the incident radiation wavelength. An analytical model was developed using the plasma Drude dielectric function and the Mie scattering theory in the quasi-static approximation. The resonant parameters of the target for the tenth harmonic of the Ti : Sa-laser are determined, and a significant enhancement of the scattered field in this case compared to the laser one is shown. Under resonance conditions for one cluster, the diffraction of radiation by an array of such clusters is simulated using the CELES code. The results obtained show a significant enhancement of the scattered field in the resonance case for large angles corresponding to the theory of Bragg-Wulf diffraction, which makes it possible to control high harmonics of laser radiation in the XUV range using ionized cluster gas.Дифракционные решетки и фотонные кристаллы широко используются для управления светом. Однако менее эффективны в случае экстремального ультрафиолетового (XUV) излучения из-за высокого поглощения оптического материала в этом диапазоне частот. В настоящей работе исследуется возможность усиления угловой дисперсии излучения XUV-диапазона за счет рассеяния на плазменных кластерах, размеры которых меньше длины волны падающего излучения. В рамках работы разработана аналитическая модель с использованием диэлектрической функции Друде плазмы и теории рассеяния Ми в квазистатическом приближении. Определены резонансные параметры мишени для десятой гармоники Ti : Sa-лазера, показано значительное усиление рассеянного поля в этом случае по сравнению с лазерным. В условиях резонанса для одного кластера промоделирована дифракция излучения на массиве таких кластеров с помощью кода CELES. Полученные результаты показывают значительное усиление рассеянного поля в резонансном случае для больших углов (соответствующего теории дифракции Брэгга-Вульфа), что дает возможность управления высокими гармониками лазерного излучения в XUV-диапазоне с помощью ионизированного кластерного газа. Ключевые слова: XUV-излучение, дифракция света, фемтосекундная лазерная плазма, ионизированный кластерный газ.

AB - Diffraction gratings and photonic crystals are widely used to control light. However, their capabilities are less effective in the case of extreme ultraviolet (XUV) radiation due to the high absorption of the optical material in this frequency range. In this work, we study the possibility of enhancing the angular dispersion of XUV radiation due to scattering by plasma clusters whose dimensions are smaller than the incident radiation wavelength. An analytical model was developed using the plasma Drude dielectric function and the Mie scattering theory in the quasi-static approximation. The resonant parameters of the target for the tenth harmonic of the Ti : Sa-laser are determined, and a significant enhancement of the scattered field in this case compared to the laser one is shown. Under resonance conditions for one cluster, the diffraction of radiation by an array of such clusters is simulated using the CELES code. The results obtained show a significant enhancement of the scattered field in the resonance case for large angles corresponding to the theory of Bragg-Wulf diffraction, which makes it possible to control high harmonics of laser radiation in the XUV range using ionized cluster gas.Дифракционные решетки и фотонные кристаллы широко используются для управления светом. Однако менее эффективны в случае экстремального ультрафиолетового (XUV) излучения из-за высокого поглощения оптического материала в этом диапазоне частот. В настоящей работе исследуется возможность усиления угловой дисперсии излучения XUV-диапазона за счет рассеяния на плазменных кластерах, размеры которых меньше длины волны падающего излучения. В рамках работы разработана аналитическая модель с использованием диэлектрической функции Друде плазмы и теории рассеяния Ми в квазистатическом приближении. Определены резонансные параметры мишени для десятой гармоники Ti : Sa-лазера, показано значительное усиление рассеянного поля в этом случае по сравнению с лазерным. В условиях резонанса для одного кластера промоделирована дифракция излучения на массиве таких кластеров с помощью кода CELES. Полученные результаты показывают значительное усиление рассеянного поля в резонансном случае для больших углов (соответствующего теории дифракции Брэгга-Вульфа), что дает возможность управления высокими гармониками лазерного излучения в XUV-диапазоне с помощью ионизированного кластерного газа. Ключевые слова: XUV-излучение, дифракция света, фемтосекундная лазерная плазма, ионизированный кластерный газ.

UR - https://www.mendeley.com/catalogue/8a631e17-4180-32c5-accd-d9a60aaf31be/

U2 - 10.21883/os.2023.02.55019.4114-22

DO - 10.21883/os.2023.02.55019.4114-22

M3 - статья

VL - 131

SP - 270

EP - 279

JO - ОПТИКА И СПЕКТРОСКОПИЯ

JF - ОПТИКА И СПЕКТРОСКОПИЯ

SN - 0030-4034

IS - 2

ER -