RSS-ленты
РусскийEnglish
Выпуск 4, 2024
Том год страница
Выпуски Авторы PACS Подписчикам Для авторов

Выпуски

 / 

2009

 / 

Май

←  →

Обзоры актуальных проблем


Спектроскопия кластеров интенсивными импульсами вакуумного ультрафиолетового излучения лазеров на свободных электронах


Институт спектроскопии РАН, ул. Физическая 5, Троицк, Москва, 108840, Российская Федерация

Разработанные недавно источники интенсивных фемтосекундных импульсов вакуумного ультрафиолетового (ВУФ) излучения — мощные лазеры на свободных электронах (ЛСЭ) — открывают новые возможности для исследования взаимодействия излучения с веществом. Проведена серия первых экспериментов с ЛСЭ по возбуждению атомных кластерных пучков. Показано, что процесс взаимодействия интенсивных импульсов ВУФ-излучения с кластерами существенно отличается от процесса взаимодействия с кластерными пучками импульсов оптического или ближнего инфракрасного (ИК) диапазона. Дан обзор результатов первых экспериментов по спектроскопии кластерных пучков интенсивными импульсами ВУФ-излучения ЛСЭ. Кратко рассмотрены принцип работы и параметры ЛСЭ. Проведён анализ возбуждения кластеров интенсивными сверхкороткими импульсами ИК- и ВУФ-излучения, рассмотрены параметры взаимодействия излучения с кластерами, а также механизмы формирования и нагрева кластерной плазмы в этих случаях. Отмечены общие концепции и принципиальные различия в возбуждении кластеров импульсами ИК- и ВУФ-излучения. Обсуждаются некоторые другие применения ЛСЭ ВУФ- и мягкого рентгеновского диапазона.

Текст pdf (2,3 Мб)
English fulltext is available at DOI: 10.3367/UFNe.0179.200905b.0487
PACS: 32.80.−t, 36.40.−c, 41.60.Cr, 42.55.Vc, 42.62.Fi, 52.50.−b, 82.50.Hp (все)
DOI: 10.3367/UFNr.0179.200905b.0487
URL: https://ufn.ru/ru/articles/2009/5/b/
000270071100002
2-s2.0-70449377266
2009PhyU...52..461M
Цитата: Макаров Г Н "Спектроскопия кластеров интенсивными импульсами вакуумного ультрафиолетового излучения лазеров на свободных электронах" УФН 179 487–516 (2009)
BibTexBibNote ® (generic)BibNote ® (RIS)MedlineRefWorks

English citation: Makarov G N “The spectroscopy of clusters by intense pulses of VUV radiation from free electron lasers” Phys. Usp. 52 461–486 (2009); DOI: 10.3367/UFNe.0179.200905b.0487

Список литературы (183) ↓ Статьи, ссылающиеся на эту (10) Похожие статьи (20)

  1. Ditmire T et al. Phys. Rev. A 53 3379 (1996)
  2. Ditmire T et al. Phys. Rev. A 57 369 (1998)
  3. Крайнов В П, Смирнов М Б УФН 170 969 (2000); Krainov V P, Smirnov M B Phys. Usp. 43 901 (2000)
  4. Krainov V P, Smirnov M B Phys. Rep. 370 237 (2002)
  5. Zweiback J et al. Phys. Plasmas 9 3108 (2002)
  6. Смирнов Б М УФН 173 609 (2003); Smirnov B M Phys. Usp. 46 589 (2003)
  7. Smirnov M B, Krainov V P Phys. Rev. A 69 043201 (2004)
  8. Saalmann U, Siedschlag Ch, Rost J M J. Phys. B 39 R39 (2006)
  9. Крайнов В П, Смирнов Б М, Смирнов М Б УФН 177 953 (2007); Krainov V P, Smirnov B M, Smirnov M B Phys. Usp. 50 907 (2007)
  10. Макаров Г Н УФН 176 121 (2006); Makarov G N Phys. Usp. 49 117 (2006)
  11. Макаров Г Н УФН 178 337 (2008); Makarov G N Phys. Usp. 51 319 (2008)
  12. Ditmire T et al. Nature 386 54 (1997)
  13. Last I, Jortner J Phys. Rev. A 73 013202 (2006)
  14. Springate E et al. Phys. Rev. A 61 044101 (2000)
  15. Auguste T et al. J. Quantit. Spectrosc. Rad. Transf. 71 147 (2001)
  16. Скобелев И Ю и др. ЖЭТФ 121 88 (2002); Skobelev I Yu et al. JETP 94 73 (2002)
  17. Maltsev A, Ditmire T Phys. Rev. Lett. 90 053002 (2003)
  18. Parra E et al. J. Opt. Soc. Am. B 20 118 (2003)
  19. McPherson A et al. Nature 370 631 (1994)
  20. Dobosz S et al. Phys. Rev. A 56 R2526 (1997)
  21. Ditmire T et al. Appl. Phys. Lett. 71 166 (1997)
  22. Стенц К и др. Квантовая электроника 30 721 (2000); Stenz C et al. Quantum Electron. 30 721 (2000)
  23. Junkel-Vives G C et al. J. Quantit. Spectrosc. Rad. Transf. 71 417 (2001)
  24. Скобелев И Ю и др. ЖЭТФ 121 1124 (2002); Skobelev I Yu et al. JETP 94 966 (2002)
  25. Magunov A I et al. Laser Part. Beams 21 73 (2003)
  26. Фукуда Й и др. Письма в ЖЭТФ 78 146 (2003); Fukuda Y et al. JETP Lett. 78 115 (2003)
  27. Abdallah J (Jr.) et al. Phys. Rev. A 68 063201 (2003)
  28. Fukuda Y et al. Laser Part. Beams 22 215 (2004)
  29. Иванова Е П, Иванов А Л ЖЭТФ 127 957 (2005); Ivanova E P, Ivanov A L JETP 100 844 (2005)
  30. Kim K Y et al. Phys. Rev. E 73 066403 (2006)
  31. Smirnov M B, Becker W Phys. Rev. A 74 013201 (2006)
  32. Ditmire T et al. Nature 398 489 (1999)
  33. Zweiback J et al. Phys. Rev. Lett. 84 2634 (2000)
  34. Zweiback J et al. Phys. Rev. Lett. 85 3640 (2000)
  35. Last I, Jortner J J. Phys. Chem. A 106 10877 (2002)
  36. Madison K W et al. J. Opt. Soc. Am. B 20 113 (2003)
  37. Madison K W et al. Phys. Plasmas 11 270 (2004)
  38. Madison K W et al. Phys. Rev. A 70 053201 (2004)
  39. Buersgens F et al. Phys. Rev. E 74 016403 (2006)
  40. Grillion G et al. Phys. Rev. Lett. 89 165005 (2002)
  41. Ter-Avetisyan S et al. Phys. Rev. Lett. 96 145006 (2006)
  42. Krainov V P, Smirnov B M ЖЭТФ 132 634 (2007); Krainov V P, Smirnov B M JETP 105 559 (2007)
  43. McPherson A et al. Phys. Rev. Lett. 72 1810 (1994)
  44. Schroeder W A et al. J. Phys. B 31 5031 (1998)
  45. Arthur J et al. (The LCLS Design Study Group) Linac Coherent Light Source (LCLS) Design Study Report, SLAC-R-521 (Stanford, Calif.: Stanford Univ., 1998)
  46. Arthur J Rev. Sci. Instrum. 73 1393 (2002)
  47. Richard F et al. (Eds) TESLA Technical Design Report, DESY 2001-01, Pt. I (Hamburg: DESY, 2001)
  48. Materlik G, Tschentscher T (Eds) "The X-ray free electron laser" TESLA Technical Design Report, DESY 2001-011, Pt. V (Hamburg: DESY, 2001)
  49. Andruszkow J et al. Phys. Rev. Lett. 85 3825 (2000)
  50. Ayvazyan V et al. Eur. Phys. J. D 37 297 (2006)
  51. Sorokin A A et al. J. Phys. B 39 L299 (2006)
  52. Sorokin A A et al. Phys. Rev. A 75 051402(R) (2007)
  53. Sorokin A A et al. Phys. Rev. Lett. 99 213002 (2007)
  54. Келдыш Л В ЖЭТФ 47 1945 (1964); Keldysh L V Sov. Phys. JETP 21 1135 (1965)
  55. Аммосов М В, Делоне Н Б, Крайнов В П ЖЭТФ 91 2008 (1986); Ammosov M V Delone N B, Krainov V P Sov. Phys. JETP 64 1191 (1986)
  56. Glover T E et al. Phys. Rev. Lett. 73 78 (1994)
  57. Rae S C, Burnett K Phys. Rev. A 46 2077 (1992)
  58. Kruer W L The Physics of Laser Plasma Interactions (Redwood City, Calif.: Addison-Wesley, 1988)
  59. Blyth W J et al. Phys. Rev. Lett. 74 554 (1995)
  60. Crane J K et al. J. Opt. Soc. Am. B 13 89 (1996)
  61. Bethe H A, Salpeter E E Quantum Mechanics of One- and Two-Electron Atoms (Berlin: Springer, 1957); Бете Г А, Солпитер Э Квантовая механика атомов с одним и двумя электронами (М.: Физматгиз, 1960)
  62. Lotz W Z. Phys. 216 241 (1968)
  63. Jackson J D Classical Electrodynamics 2nd ed. (New York: Wiley, 1975); Джексон Дж Классическая электродинамика (М.: Мир, 1965)
  64. Ashcroft N W, Mermin N D Solid State Physics (New York: Holt, Rinehart and Winston, 1976); Ашкрофт Н, Мермин Н Физика твердого тела (М.: Мир, 1979)
  65. Kreibig U, Vollmer M Optical Properties of Metal Clusters (Berlin: Springer, 1995)
  66. Milchberg H M, McNaught S J, Parra E Phys. Rev. E 64 056402 (2001)
  67. Last I, Jortner J Phys. Rev. A 64 063201 (2001)
  68. Ditmire T Phys. Rev. A 57 R4094 (1998)
  69. Last I, Jortner J Phys. Rev. A 60 2215 (1999)
  70. Last I, Jortner J Phys. Rev. A 62 013201 (2000)
  71. Ishikawa K, Blenski T Phys. Rev. A 62 063204 (2000)
  72. Toma E S, Muller H G Phys. Rev. A 66 013204 (2002)
  73. Siedschlag Ch, Rost J M Phys. Rev. Lett. 89 173401 (2002)
  74. Siedschlag Ch, Rost J-M Phys. Rev. Lett. 93 043402 (2004)
  75. Saalmann U, Rost J-M Phys. Rev. Lett. 91 223401 (2003)
  76. Jurek Z, Faigel G, Tegze M Eur. Phys. J. D 29 217 (2004)
  77. Jungreuthmayer C et al. J. Phys. B 38 3029 (2005)
  78. Saalmann U J. Mod. Opt. 53 173 (2006)
  79. Saalmann U, Rost J M Eur. Phys. J. D 36 159 (2005)
  80. Jungreuthmayer C et al. Phys. Rev. Lett. 92 133401 (2004)
  81. Deiss C, Rohringer N, Burgdörfer J Nucl. Instrum. Meth. Phys. Res. B 235 210 (2005)
  82. Fomichev S V et al. J. Phys. B 36 3817 (2003)
  83. Fomichev S V et al. Phys. Rev. A 71 013201 (2005)
  84. Popruzhenko S V, Zaretsky D F, Becker W J. Phys. B 39 4933 (2006)
  85. Taguchi T, Antonsen T M (Jr.), Milchberg H M Phys. Rev. Lett. 92 205003 (2004)
  86. Костюков И Ю Письма в ЖЭТФ 73 438 (2001); Kostyukov I Yu JETP Lett. 73 393 (2001)
  87. Jungreuthmayer C et al. J. Phys. B 38 3029 (2005)
  88. Ramunno L, Jungreuthmayer C, Brabec T Laser Phys. 17 618 (2007)
  89. Last I, Jortner J J. Phys. Chem. A 102 9655 (1998)
  90. Krainov V P J. Phys. B 33 1585 (2000)
  91. Rose-Petruck C et al. Phys. Rev. A 55 1182 (1997)
  92. Neumann W The Mechanism of the Thermoemitting Arc Cathode (Berlin: Akademie-Verlag, 1987)
  93. Hoyaux M F Arc Physics (New York: Springer-Verlag, 1968)
  94. Костюков И Ю ЖЭТФ 127 1026 (2005); Kostyukov I Yu JETP 100 903 (2005)
  95. "A VUV free electron laser at the TESLA Test Facility at DESY" Conceptual Design Report, DESY, TESLA-FEL 95-03 (1995)
  96. Brinkmann R et al. (Eds) DESY Report 1997-048 (1997)
  97. Brinkmann R et al. (Eds) "TESLA XFEL: First stage of the X-ray laser laboratory" Technical Design Report, DESY-2002-167 (2002)
  98. Madey J M J J. Appl. Phys. 42 1906 (1971)
  99. Kondratenko A M, Saldin E L Part. Accel. 10 207 (1980)
  100. Derbenev Ya S, Kondratenko A M, Saldin E L Nucl. Instrum. Meth. Phys. Res. 193 415 (1982)
  101. Kim K-J Phys. Rev. Lett. 57 1871 (1986)
  102. Krinsky S, Yu L H Phys. Rev. A 35 3406 (1987)
  103. Saldin E L, Schneidmiller E A, Yurkov M V The Physics of Free Electron Lasers (Berlin: Springer, 2000)
  104. Dattoli G, Renieri A Nucl. Instrum. Meth. Phys. Res. A 507 464 (2003)
  105. Colson W B Nucl. Instrum. Meth. Phys. Res. A 475 397 (2001)
  106. Sonntag B Nucl. Instrum. Meth. Phys. Res. A 467 8 (2001)
  107. Couprie M E C.R. Acad. Sci. IV 1 329 (2000)
  108. Barletta W, Rizzuto C Rev. Nuovo Cimento 29 (6) 1 (2006)
  109. Rossbach J (TESLA FEL Study Croup) Nucl. Instrum. Meth. Phys. Res. A 375 269 (1996)
  110. Ayvazyan V et al. Phys. Rev. Lett. 88 104802 (2002)
  111. Ayvazyan V et al. Eur. Phys. J. D 20 149 (2002)
  112. Wabnitz H et al. Phys. Rev. Lett. 94 023001 (2005)
  113. Juha L et al. Nucl. Instrum. Meth. Phys. Res. A 507 577 (2003)
  114. Radcliffe P et al. Nucl. Instrum. Meth. Phys. Res. A 583 516 (2007)
  115. Tschentscher Th Chem. Phys. 299 271 (2004)
  116. Rossbach J Nucl. Instrum. Meth. Phys. Res. A 475 13 (2001)
  117. Krasilnikov M et al. "Optimizing the PITZ electron source for the VUV-FEL" Proc. of EPAC 2004, Lucerne, Switzerland (2004) p. 360
  118. Weise H "Superconducting RF structures — Test facilities and results" in Proc. of the 2003 Particle Accelerator Conf., Portland, Oregon Vol. 1 (Piscataway, NJ: IEEE, 2003) p. 673
  119. Saldin E L, Schneidmiller E A, Yurkov M V "Expected properties of the radiation from VUV-FEL at DESY (femtosecond mode of operation)" in Proc. of the 2004 FEL Conf. p. 212
  120. Pfluger J Nucl. Instrum. Meth. Phys. Res. A 445 366 (2000)
  121. Saldin E L, Schneidmiller E A, Yurkov M V Opt. Commun. 148 383 (1998)
  122. Saldin E L, Schneidmiller E A, Yurkov M V Opt. Commun. 235 415 (2004)
  123. Saldin E L, Schneidmiller E A, Yurkov M V Opt. Commun. 281 1179 (2008)
  124. Wabnitz H et al. Nature 420 482 (2002)
  125. Lide D R (Ed.) CRC Handbook of Chemistry and Physics 74th ed. (Boka Raton: CRC Press, 1993 - 1994)
  126. Rusek M, Lagadec H, Blenski T Phys. Rev. A 63 013203 (2000)
  127. Brewczyk M, Rzazewski K J. Phys. B 32 L1 (1999)
  128. Krainov V P, Roshchupkin A S J. Phys. B 34 L297 (2001)
  129. Samson J A R Phys. Lett. 8 107 (1964)
  130. Schulz J et al. Nucl. Instrum. Meth. Phys. Res. A 507 572 (2003)
  131. Augst S et al. Phys. Rev. Lett. 63 2212 (1989)
  132. Laarmann T et al. Phys. Rev. Lett. 92 143401 (2004)
  133. Laarmann T et al. Phys. Rev. Lett. 95 063402 (2005)
  134. de Castro A R B et al. J. Electron Spectrosc. Relat. Phenom. 144 - 147 3 (2005)
  135. Shao Y L et al. Phys. Rev. Lett. 77 3343 (1996)
  136. Buck U, Krohne R J. Chem. Phys. 105 5408 (1996)
  137. Santra R, Green C H Phys. Rev. Lett. 91 233401 (2003)
  138. Bauer D J. Phys. B 37 3085 (2004)
  139. Andersen J U, Bonderup E, Hansen K J. Phys. B 35 R1 (2002)
  140. Riffe D M et al. J. Opt. Soc. Am. B 10 1424 (1993)
  141. de Castro A R B et al. Int. J. Electron Spectrosc. Relat. Phenom. 156 25 (2007)
  142. Wörmer J et al. J. Chem. Phys. 104 8269 (1996)
  143. Brantov A et al. Phys. Plasmas 10 3385 (2003)
  144. Pfalzner S, Gibbon P Phys. Rev. E 57 4698 (1998)
  145. Амусья М Я Атомный фотоэффект (М.: Наука, 1987); Amusia M Ya Atomic Photoeffect (New York: Plenum Press, 1990)
  146. Becker U, Shirley D A (Eds) VUV and Soft X-Ray Photoionization (New York: Plenum Press, 1996)
  147. Miyamoto N et al. Phys. Rev. Lett. 93 083903 (2004)
  148. Nabekawa Y et al. Phys. Rev. Lett. 94 043001 (2005)
  149. Hasegawa H et al. Phys. Rev. A 71 023407 (2005)
  150. Batani D et al. (Eds) Atoms, Solids, and Plasmas in Super-Intense Laser Fields (New York: Kluwer Acad./Plenum Publ., 2001)
  151. Luk T S et al. Phys. Rev. Lett. 51 110 (1983)
  152. Perry M D et al. Phys. Rev. Lett. 60 1270 (1988)
  153. Santra R, Grecne H Phys. Rev. A 70 053401 (2004)
  154. Ackermann W et al. Nature Photon. 1 336 (2007)
  155. Yamakawa K et al. Phys. Rev. Lett. 92 123001 (2004)
  156. Ferincz I E, Tóth Cs, Young J F J. Vacum Sci. Technol. B 15 828 (1997)
  157. Wellhöfer M et al. J. Instrum. 3 02003 (2008)
  158. Meyer M et al. Phys. Rev. A 74 011401(R) (2006)
  159. Redcliffe P et al. Appl. Phys. Lett. 90 131108 (2007)
  160. Glover T E et al. Phys. Rev. Lett. 76 2468 (1996)
  161. Toma E S et al. Phys. Rev. A 62 061801(R) (2000)
  162. Arthur J et al. (LCLS Design Study Group) Report SLAC-R-521 (1998); LCLS Conceptual Design Report for the LCLS Project of the US Department of Energy, SLAC-R-593, UC-414 (2002)
  163. Johnson E "DUV-FEL Current Status and Plans" in TJNAF LPC Workshop, January 2001
  164. Doyuran A et al. Phys. Rev. Lett. 86 5902 (2001)
  165. "The TESLA Test Facility FEL Team: SASE FEL at the TESLA Facility, Phase 2" DESY Report TESLA-FEL 2002-01 (2002)
  166. Treusch R, Feldhaus J Eur. Phys. J. D 26 119 (2003)
  167. Richter M et al. Appl. Phys. Lett. 83 2970 (2003)
  168. Dohlus M et al. Nucl. Instrum. Meth. Phys. Res. A 530 217 (2004)
  169. Abo-Bakr M et al. Nucl. Instrum. Meth. Phys. Res. A 483 470 (2002)
  170. Meseck A et al. Nucl. Instrum. Meth. Phys. Res. A 528 577 (2004)
  171. Jaeschke E Nucl. Instrum. Meth. Phys. Res. A 543 85 (2005)
  172. Shintake T et al. "Status of SCSS: SPring-8 Compact SASE Source Project" in EPAC 2002: 8th European Particle Accelerator Conf., Paris, 3 - 7 June 2002
  173. Yamada K et al. Nucl. Instrum. Meth. Phys. Res. A 528 268 (2004)
  174. Hosaka M et al. Nucl. Instrum. Meth. Phys. Res. A 528 291 (2004)
  175. Hama H et al. Nucl. Instrum. Meth. Phys. Res. A 528 571 (2004)
  176. Bocchetta C J et al. Nucl. Instrum. Meth. Phys. Res. A 507 484 (2003)
  177. Renieri A Nucl. Instrum. Meth. Phys. Res. A 507 507 (2003)
  178. Alesini D et al. Laser Part. Beams 22 341 (2004)
  179. Couprie M E et al. Nucl. Instrum. Meth. Phys. Res. A 528 557 (2004)
  180. Poole M W, Mc Neil B W J Nucl. Instrum. Meth. Phys. Res. A 507 489 (2003)
  181. Choi J et al. J. Korean Phys. Soc. 50 1372 (2007)
  182. Saalmann U, Rost J-M Phys. Rev. Lett. 89 143401 (2002)
  183. Kochur A G et al. J. Phys. B 28 387 (1995)
© Успехи физических наук, 1918–2024
Электронная почта: ufn@ufn.ru Телефоны и адреса редакции О журнале Пользовательское соглашение