Спектри багатозарядних іонів у лазерній плазмі, сформованій із газовмісних мішеней
Анотація
У статті наведено результати дослідження зарядово-енергетичних характеристик багатозарядних іонів, що збуджуються на поверхні одноелементних і водневмісних багатокомпонентних елементних мішеней під дією лазерного випромінювання з густиною потужності (q = 108-1012 Вт/см2). Експериментально показано, що для всіх використовуваних значень q лазерного випромінювання лазероіндукована плазма газовмісних мішеней характеризується меншим відносним виходом (dN/dE) багатозарядних іонів із зарядовим числом Z > + 3, порівняно з плазмою, утвореною на поверхні одноелементної мішені. Більше того, тенденція до зменшення dN/dE багатозарядних іонів багатоелементної мішені, порівняно з відносним виходом іонів із плазми одноелементної мішені, більш значна і залежить від заряду збуджених іонів. Встановлено збільшення зарядового та енергетичного стану, тривалості та виходу іонів важкої компоненти, яке відбувається із збільшенням вмісту легкої компоненти в мішені. Це пояснюється зниженням ефективності процесів рекомбінації, викликаним збільшенням швидкості розширення плазмового факелу внаслідок зменшення його середньої маси.
Завантаження
Посилання
M. Tulej, R. Wiesendanger, A. Riedo, G. Knopp, and P. Wurz, “Mass spectrometric analysis of the Mg plasma produced by double-pulse femtosecond laser irradiation,” J. Anal. At. Spectrom. 33, 1292-1303 (2018). https://doi.org/10.1039/c8ja00036k
B. Ilyas, A.H. Dogar, S. Ullah, N. Mahmood, and A. Qayyum, “Multiply charged ion emission from laser produced tungsten plasma,” Laser Part. Beams, 30(4), 651-657 (2012). https://doi.org/10.1017/S0263034612000687
Yu.A. Bykovskii, Yu.P. Kozyrev, S.M. Sil'nov, and B.Yu. Sharkov, “Spatial structure of an expanding laser plasma consisting of aluminum ions and nuclei, ” Sov. J. Quantum Electron. 4(3), 405-406 (1974). https://doi.org/10.1070/QE1974v004n03ABEH006762
R.T. Khaydarov, H.B. Beisinbaeva, M.M. Sabitov, M. Kalal, and G.R. Berdiyorov, “Conditions defining the mechanisms of the formation of light gas ions in multi-component laser-produced plasmas,” Nucl. Fusion, 50(10), 105007 (2010). https://doi.org/10.1088/0029-5515/50/10/105007
M.R. Bedilov, I.Y. Davletov, M.S. Sabitov, G.R. Berdierov, and T.G. Tsoi, “Multiply charged ion spectra of a laser plasma produced on both sides of the target,” Quantum Electron. 31(5), 453-455 (2001). https://doi.org/10.1070/QE2001v031n05ABEH001977
A. Matnazarov, I. Davletov, and A. Japakov, “Upgraded Experimental Apparatus for the Detection and Investigation of Multiply Charged Ions of a Laser Plasma,” Bull. Sci. Pract. 6(9), 198-203 (2020). https://doi.org/10.33619/2414-2948/58/19
M.R. Bedilov, E.N. Tozhikhonov, I.Yu. Davletov, et al. “Emission of multicharged ions in the dependence of the focusing condition of laser radiation on W target surface,” Poverkhnost. Renthenovskye, synkhrotronnye i neitronnye issledovanyia, 8, 35 39 (2003). (in Russian)
M.R Bedilov, R.T. Khaidarov, and I.Yu. Davletov, "Spectra of ions in a four-element laser plasma," Quantum Electronics, 25(6), 567 (1995). https://doi.org/10.1070/QE1995v025n06ABEH000415
M.R. Bedilov, R.T. Khaidarov, B.Kh. Yakubov, and U.S. Kunishev, “Charge and energy spectra of multiply charged ions of a two-element laser plasma formed from targets of different densities,” Quantum Electronics, 26(9), 814 (1996). https://doi.org/10.1070/QE1996v026n09ABEH000788
I.Y. Davletov. R.M. Bedilov, M.S. Sabitov, “An Installation for Obtaining Intense Flows of Multiply Charged Laser-Plasma Ions Using a Second Laser Beam,” Instruments Exp. Tech. 45(5), 708-710 (2002). https://doi.org/10.1023/A:1020478723480
M.R. Bedilov, K.B. Beisembaeva, and I.Y. Davletov, “Effect of γ-radiation-induced defects in glass on laser destruction," Phys. Solid State, 44(6), 1093-1097 (2002). https://doi.org/10.1134/1.1485013
A. Matnazarov, M. Latipova, and A. Kodirov, “Formation and Heating of Plasma by Laser Radiation,” Bull. Sci. Pract. 8(5), 32 40 (2022). https://doi.org/10.33619/2414-2948/78/03
D. Wu, X. Mao, G.C.-Y. Chan, R.E. Russo, V. Zorba, and H. Ding, “Dynamic characteristics of multi-charged ions emitted from nanosecond laser produced molybdenum plasmas,” J. Anal. At. Spectrom. 35(4), 767-775 (2020). https://doi.org/10.1039/C9JA00411D
M.H.A. Shaim, F.G. Wilson, and H.E. Elsayed-Ali, “Aluminum multicharged ion generation from femtosecond laser plasma,” J. Appl. Phys. 121(18), 185901 (2017). https://doi.org/10.1063/1.4983008
G.S. Boltaev, M. Iqbal, S.R. Kamalov, M. Vapaev, I.Y. Davletov, and A.S. Alnaser, “Impact of plasma conditions on the shape of femtosecond laser-induced surface structures of Ti and Ni,” Appl. Phys. A, 128(6), 488 (2022). https://doi.org/10.1007/s00339-022-05614-w
O. Balki, M.M. Rahman, M.H. Abdel-Fattah, and H.E. Elsayed-Ali, “Carbon multicharged ions emission from femtosecond laser plume,” Opt. Laser Technol. 120, 105694 (2019). https://doi.org/10.1016/j.optlastec.2019.105694
M.M. Rahman, O. Balki, and H.E. Elsayed-Ali, “Carbon multicharged ion generation from laser-spark ion source,” Rev. Sci. Instrum. 90(9), 093303 (2019). https://doi.org/10.1063/1.5110402
J. Krása, L. Láska, V. Nassisi, and L. Velardi, “Fe and Fe+2%Si targets as ion sources via UV laser ablation plasma,” Eur. Phys. J. D, 54, 473-476 (2009). https://doi.org/10.1140/epjd/e2009-00023-y
Авторське право (c) 2023 Азамат І. Джапаков, Мурод Є. Вапаєв, Равшан М. Беділов, Закір Т. Азаматов, Ікрам Ю. Давлетов
Цю роботу ліцензовано за Міжнародня ліцензія Creative Commons Attribution 4.0.
Автори, які публікуються у цьому журналі, погоджуються з наступними умовами:
- Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons Attribution License, котра дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи у цьому журналі.
- Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо неексклюзивного розповсюдження роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи у цьому журналі.
- Політика журналу дозволяє і заохочує розміщення авторами в мережі Інтернет (наприклад, у сховищах установ або на особистих веб-сайтах) рукопису роботи, як до подання цього рукопису до редакції, так і під час його редакційного опрацювання, оскільки це сприяє виникненню продуктивної наукової дискусії та позитивно позначається на оперативності та динаміці цитування опублікованої роботи (див. The Effect of Open Access).
