Structure and dynamics of cluster plasmas created by ultrashort intense laser fields

極短パルス高強度レーザー照射によって生成したクラスタープラズマの構造とダイナミクス

福田 祐仁; 岸本 泰明; 正木 知宏*; 山川 考一

Fukuda, Yuji; Kishimoto, Yasuaki; Masaki, Tomohiro*; Yamakawa, Koichi

プラズマの緩和過程、及び、イオン化過程を考慮した粒子コードを用いて、高強度レーザーとクラスターとの相互作用並びに構造形成プロセスの詳細を調べた。これまでに指摘されていたレーザー誘起電場の発生に加え、印加レーザー強度を超える2極性電場の生成、及び、外部/内部シースの形成が、クラスターの爆発崩壊過程に深く関与していることを明らかにした。すなわち、電子エネルギー分布には、衝突緩和,シース電場の影響によるディップ構造が観測され、イオンエネルギー分布と密度分布には2極性電場の影響による二重構造が観測された。

An ultrashort, intense laser-cluster interaction and a resultant structure formation are investigated in detail by employing a particle code including relaxation and ionization processes. In addition to a laser-induced polarization field, we have found that an ambipolar radial electric field and an internal/external sheath field play a key role in a disassembling dynamics of the cluster. Electrons and ions show a complex behavior leading to a prominent dip structure in electron energy distribution and a double structure in ion density and energy distributions for higher charge states.