Влияние наномасштабных неоднородностей на эффективность нагрева приповерхностной плазмы фемтосекундными лазерными импульсами

С помощью численного моделирования методом "частиц в ячейке" исследовано взаимодействие сверхкоротких (50–200 фс) световых импульсов (в диапазоне интенсивностей 10¹⁶–10¹⁸ Вт/см²) с плотной плазмой на поверхности пористых мишеней. Продемонстрировано увеличение эффективности поглощения фемтосекундных импульсов в мишенях с высокой (более 4) пористостью, зарегистрированное ранее экспериментально. Показано, что наличие наномасштабных пространственных неоднородностей существенно влияет на степень и характер разогрева электронов и ионов плазмы. В частности, средняя энергия и число горячих электронов при облучении неоднородной плазмы оказываются существенно выше, чем в случае однородной плазмы той же плотности. Численное исследование динамики электронов плазмы позволило выявить физические механизмы их нагрева в пористой среде.