Оптимальное ускорение ионов лазерными импульсами с крутым фронтом

Рассматривается ускорение ионов при взаимодействии лазерного импульса с крутым фронтом с нанопленками. При достаточно большой амплитуде импульса все электроны могут быть удалены из пленки, что обеспечивает режим эффективного ускорения ионов. Ограничение максимальной энергии ионов может быть связано как с продольным возвратом электронов к начальному положению, так и с поперечным движением электронов вдоль поверхности нанопленки, что вызывает компенсацию заряда ионов. Получены аналитические оценки характерных параметров динамики ионов и электронов в системе, которые хорошо согласуются с результатами двумерного численного моделирования методом частиц. Оптимизация процесса ускорения с использованием найденных аналитических оценок позволяет выбрать оптимальные значения параметров лазерного импульса и нанопленки. Численное моделирование ускорения ионов при этих параметрах показало, что максимальная энергия ионов может быть существенно увеличена.