УЛУЧШЕНИЕ ОПТИЧЕСКОГО ПОГЛОЩЕНИЯ КОГЕРЕНТНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ В СРЕДЕ ПУТЕМ ДОПИРОВАНИЯ ЕЕ НАНОАНТЕННАМИ: ЧИСЛЕННЫЙ АНАЛИЗ

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Исследуется поглощение энергии в среде с примесью наночастиц золота при облучении инфракрасными лазерными импульсами интенсивностью 1015–1017 Вт/см2. Проводится численное моделирование взаимодействия излучения с наночастицами различной формы; наночастицы играют роль резонирующих наноантенн. Рассматривается кинетическая модель, внедренная с использованием численного программного обеспечения EPOCH. С его помощью моделируется и изучается отклик допирующих наночастиц на короткие импульсы инфракрасного лазерного излучения. Рассчитываются и исследуются характеристики поглощения среды с наночастицами, импульс и энергия получающихся при ионизации протонов, электронов и тяжелых ионов золота. С помощью специально разработанного программного обеспечения проводится сравнительный анализ энергии продуктов ионизации в присутствии наноантенн различных форм и размеров с целью определить условия, при которых происходят максимальное поглощение энергии из волны и повышение энергии получающихся ионов. Исследуется реакция наноантенн разных размеров квадрупольной, дипольной и сферической форм. Изучается динамика процесса ионизации среды при прохождении электромагнитного импульса и его взаимодействии с наноантенной.

Об авторах

K. В. Жуковский

Московский государственный университет им. М. В. Ломоносова, физический факультет; Wigner Research Centre for Physics

Email: zhukovsk@physics.msu.ru
Москва, Россия; Budapest, Hungary

И. Папп

HUN-REN Centre for Energy Research; Wigner Research Centre for Physics

Budapest, Hungary; Budapest, Hungary

Список литературы

  1. Л. П. Чернай,ЖЭТФ 92, 379 (1987)
  2. L. P. Csernai, Sov. Phys. JETP 65, 219 (1987).
  3. L. P. Csernai and D. D. Strottman, Laser Part. Beams 33, 279 (2015).
  4. C. Kern, M. Z¨urch, J. Petschulat et al., Appl. Phys. A 104, 15 (2011).
  5. L. P. Csernai, N. Kro´o, and I. Papp, Laser Part. Beams 36, 171 (2018).
  6. L. P. Csernai, M. Csete, I. N. Mishustin et al., Phys. Wave Phenom. 28, 187 (2020).
  7. Papp, L. Bravina, and M. Csete, Phys. Lett. A 396, 12724 (2021).
  8. P. L. Csonka and N. Kroo, Nucl. Instrum. Meth. Phys. Res. A 376, 283 (1996).
  9. K. Zhukovsky, Rad. Phys. Chem. 189, 109698 (2021).
  10. K. Zhukovsky, Ann. der Phys. 533, 2100091 (2021).
  11. К. В. Жуковский, УФH 191, 318 (2021)
  12. K. Zhukovsky, Phys.-Usp. 64, 304 (2021).
  13. K. Zhukovsky, Opt. Laser Technol. 143, 107296 (2021).
  14. К. В. Жуковский, Изв. вузов. Радиофизика 65, 96 (2022)
  15. K. V. Zhukovsky, Radiophys. Quant. Electron. 65, 88 (2022).
  16. G. Zhang, M. Huang, A. Bonasera et al., Phys. Lett. A 383, 2285 (2019).
  17. D. Mariscal, T. Ma, S. C. Wilks et al., Phys. Plasmas 26, 043110 (2019).
  18. A. G. MacPhee, D. Alessi, H. Chen et al., Optica 7, 129 (2020).
  19. R. A. Simpson, G. G. Scott, D. Mariscal et al., Phys. Plasmas 28, 013108 (2021).
  20. I. Papp, L. Bravina, M. Csete et al., Phys. Rev. X Energy 1, 023001 (2022).
  21. I. Papp, L. Bravina, M. Csete et al., Front. Phys. 11, 1116023 (2023).
  22. L. Novotny, Phys. Rev. Lett. 98, 266802 (2007).
  23. M. S. Dresselhaus, Solid State Physics, Part II, Optical Properties of Solids, MIT Lecture Notes (2001), http://web.mit.edu/6.732/www/6.732-pt2.pdf.
  24. M. Csete, A. Szenes, E. T´oth et al., Plasmonics 17, 775 (2022).
  25. S. A. Maier, Plasmonics: Fundamentals and Applications, Springer Science and Business Media, New York (2007).
  26. K. Lance Kelly and E. Coronado, J. Phys. Chem. B 107, 668 (2003).
  27. W. Ding, J. Lim, H. Do et al., Nanophotonics 9, 3303 (2020).
  28. F. H. Harlow, J. Assoc. Comput. Mach. 4, 137 (1957).
  29. T. D. Arber, K. Bennett, C. S. Brady et al., Plasma Phys. Control. Fusion 57, 113001 (2015).
  30. https://epochpic.github.io/#about.
  31. W. J. Ding, J. Z. J. Lim, H. T. B. Do et al., Nanophotonics 9, 3303 (2020).
  32. K. Nanbu and S. Yonemura, J. Comput. Phys. 145, 639 (1998).
  33. F. P´erez, L. Gremillet, A. Decoster et al., Phys. Plasmas 19, 083104 (2012).

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML

© Российская академия наук, 2025