Surface modulation and back reflection from foil targets irradiated by a Petawatt femtosecond laser pulse at oblique incidence

Abstract

A significant level of back reflected laser energy was measured during the interaction of ultra-short, high contrast PW laser pulses with solid targets at 30° incidence. 2D PIC simulations carried out for the experimental conditions show that at the laser-target interface a dynamic regular structure is generated during the interaction, which acts as a grating (quasigrating) and reflects back a significant amount of incident laser energy. With increasing laser intensity above 10 18 W/cm 2 the back reflected fraction increases due to the growth of the surface modulation to larger amplitudes. Above 10 20 W/cm 2 this increase results in the partial destruction of the quasi-grating structure and, hence, in the saturation of the back reflection efficiency. The PIC simulations are in good agreement with the experimental finding, and, additionally, demonstrate that in presence of a small amount of pre-plasma this regular structure will be smeared out and the back reflection reduced.

Сверхсильный Свет (Достижения И Перспективы)

“…Мишени нанометровых толщин ускоряются интенсивным лазерным импульсом за счет силы пондеромоторного давления света, действующей на электронную компоненту мишени. Для расчета динамики такой мишени используется приближение «светового паруса» -уравнение движения отражающей плоскости под действием силы радиационного давления [36][37][38][39]. Следует отметить, что идея передачи импульса электромагнитной волны веществу была впервые сформулирована в работе [36] и только сейчас она может быть реализована в полной мере [10].…”