Формирование ионного тока высокотемпературной фемтосекундной лазерной плазмы на поверхности мишени, содержащей примесный слой

С использованием времяпролетной и масс-спектрометрической методик исследовано влияние примесной пленки на поверхности мишени, находящейся в вакууме до 10^-5 Тор, на ускорение ионов в плазме, формируемой фемтосекундным лазерным импульсом интенсивностью 2 × 10¹⁶ Вт/см². Показано, что наибольшую среднюю энергию на единицу заряда (8.5 кэВ) получают в такой ситуации протоны, в то время как ионы, составляющие вещество мишени (Si, Ti), получают энергию на единицу заряда, не превышающую 1 кэВ. Использование лазерного импульса наносекундной длительности с плотностью энергии менее 10 Дж/см², опережающего фемтосекундный лазерный импульс на 0.1–100 мс, позволило эффективно очищать поверхность мишени за счет удаления с нее молекул, содержащих водород, углерод и кислород. В отличие от непрерывного теплового нагрева поверхности лазерная импульсная очистка обеспечивает большие температуры нагрева и может эффективно применяться для любых твердотельных мишеней в режиме как тепловой, так и плазменной очистки.