Les interactions entre des impulsions laser intenses et des miroirs plasma ont fait l'objet de plusieurs études de physique récentes en raison des effets intéressants qu'elles produisent. Des expériences ont révélé que ces interactions peuvent générer un processus physique non linéaire appelé harmoniques d'ordre élevé, caractérisé par l'émission de rayonnement ultraviolet extrême (XUV) et de brefs éclairs de lumière laser (c'est-à-dire des impulsions attosecondes).
Des chercheurs de l'ERIC Light Infrastructure en Tchéquie et de l'Université d'Osaka au Japon ont récemment découvert une transition surprenante qui se produit lors des interactions entre des impulsions laser intenses et des miroirs plasma. Cette transition, marquée par une émission anormale de rayonnement XUV cohérent, a été décrite dans un article publié dans Physical Review Letters. .
"Les miroirs oscillants relativistes sont un concept fascinant avec un grand potentiel pour une impulsion attoseconde intense et une génération de XUV brillants", a déclaré Marcel Lamač, l'un des chercheurs qui ont mené l'étude, à Phys.org.
"Nous avons réexaminé certaines des hypothèses retenues dans des travaux antérieurs et avons découvert qu'une forte automodulation peut se produire lors de l'interaction intense laser-miroir, modifiant les propriétés du rayonnement ultraviolet extrême (XUV) émis par la surface, qui peut ensuite se propager de manière anormale le long de la surface. surface."
La découverte intéressante de Lamač et de ses collègues a été faite alors qu'ils testaient les prédictions de travaux antérieurs dans ce domaine. L'équipe a réalisé diverses simulations numériques multidimensionnelles de particules dans des cellules à des résolutions extrêmement élevées, dans le but de mieux comprendre l'interaction entre les électrons et les ions lors de l'interaction de plasmas à densité solide avec des lasers intenses.
"L'une des conséquences les plus immédiates de notre travail est qu'un grand soin doit être apporté à la sélection des cibles et au contrôle pré-plasma pour éviter la perte de cohérence spatio-temporelle dans les harmoniques élevées réfléchies", a déclaré Lamač.
"Puisque nous avons découvert que l'émission modulée par l'instabilité relativiste peut être plus efficace que les harmoniques élevées réfléchies dans la gamme XUV, cette émission peut également être considérée comme une source XUV potentiellement très efficace, ce qui nécessiterait un contrôle aussi précis des conditions expérimentales pour obtenir un rendement élevé d'émission XUV."
L'émission de rayonnement XUV observée par Lamač et ses collègues dans leurs simulations possède une propriété unique et intéressante. Plus précisément, les chercheurs ont découvert que ce rayonnement cohérent se propage parallèlement à la surface du miroir plasma. D'autres calculs ont lié cette émission anormale à des oscillations provoquées par un laser de nanogroupes d'électrons relativistes provenant de l'instabilité de la surface du plasma.
"Nous pensons qu'il existe un potentiel intéressant dans le contrôle potentiel de cette automodulation du miroir, où une cohérence améliorée pourrait être obtenue pour une génération XUV cohérente à bande plus étroite dans les étapes initiales de l'instabilité de surface", a ajouté Lamač.
Ces travaux récents de Lamač et de ses collaborateurs ont permis de recueillir de nouvelles informations sur les processus physiques résultant de l'interaction entre des impulsions laser intenses et des miroirs plasma. Les résultats des simulations des chercheurs pourraient bientôt ouvrir la voie à d'autres études explorant les émissions anormales qu'ils ont observées, conduisant potentiellement à de nouvelles découvertes intéressantes.
Plus d'informations : M. Lamač et al, Émission relativiste anormale à partir de miroirs à plasma automodulés, Physical Review Letters (2023). DOI : 10.1103/PhysRevLett.131.205001
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