Генерация сильных квазистационарных магнитных полей и терагерцового излучения при облучении профилированных мишеней лазерными импульсами релятивистской интенсивности тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 00.00.00, кандидат наук Бухарский Николай Дмитриевич

• Бухарский Николай Дмитриевич
• кандидат наук
• 2025

Оглавление диссертации кандидат наук Бухарский Николай Дмитриевич

2.4 Выводы к Главе

Глава 3. Формирование мощных компактных направленных импульсов поверхностного тока при облучении протяженных мишеней фемтосекундными релятивистскими лазерными импульсами

3.1 Формирование направленного импульса поверхностного тока фем-тосекундной длительности в мишени типа «виток»

3.2 Формирование направленного импульса поверхностного тока фем-тосекундной длительности при наклонном облучении мишени с замкнутой поверхностью

3.3 Формирование направленного импульса поверхностного тока фем-тосекундной длительности при наклонном облучении протяженной незамкнутой мишени

3.4 Выводы к Главе

Глава 4. Перспективные приложения лазерно-индуцированных квазистационарных магнитных полей и направленных импульсов разрядного тока фемтосекундной длительности

4.1 Коллимация потоков ускоренных протонов в магнитных полях, возбуждаемых при взаимодействии лазерного излучения мульти-петаваттной установки с мишенью типа «улитка»

4.2 Генерации вторичного излучения разрядными импульсами фем-тосекундной длительности

4.2.1 Генерация вторичного излучения разрядным импульсом, возбуждаемым в мишени типа «виток»

4.2.2 Генерация вторичного излучения разрядным импульсом, возбуждаемым при наклонном облучении мишеней с замкнутой поверхностью

4.2.3 Генерация вторичного излучения разрядным импульсом, возбуждаемым в протяженной мишени с периодически искривленной поверхностью

4.3 Выводы к Главе

Заключение

Список иллюстраций

Список таблиц

Литература

Список наиболее важных обозначений

е0 = 8,854 х 10-12 Ф/м- диэлектрическая проницаемость вакуума До = 4^ х 10-7 Гн/м - магнитная проницаемость вакуума с = 2,998 х 108 м/с - скорость света в вакууме

= 1,602 х 10-19 Кл - элементарный электрический заряд те = 9,109 х 10-31 кг - масса электрона тр = 1836 • те = 1,673 х 10-27 кг - масса протона Н = 1,055 х 10-34 Дж/с - приведенная постоянная Планка Е0 - амплитуда напряженности электрического поля лазерной волны Л - длина волны лазерного излучения

Ръ'-т ( 2ъс \

пс = ^ - критическая плотность плазмы

Введение

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Генерация сильных квазистационарных магнитных полей и терагерцового излучения при облучении профилированных мишеней лазерными импульсами релятивистской интенсивности»

Актуальность темы

Современный уровень развития лазерной физики и, в частности, технологий получения и усиления коротких лазерных импульсов [1,2] позволяет обеспечить пиковую интенсивность в области фокуса > 1018 Вт/см2. В настоящий момент достигнуты рекордные значения ~ 1023 Вт/см2 [3]. В поле оптического излучения такой интенсивности электрон способен приобрести энергию, сопоставимую или превышающую его энергию покоя деЕ0\ > тес2 ~ 0,5 МэВ, т.е. стать релятивистским [4], при этом физика взаимодействия существенно обогащается новыми явлениями, которые могут быть использованы в разнообразных приложениях. К примеру, лазерные импульсы релятивистской интенсивности (> 1018 Вт/см2) применяются для создания направленных и плотных пучков высокоэнергетических заряженных частиц, электронов [4-9] и ионов [10-14], а также генерации вторичного электромагнитного излучения в широком спектральном диапазоне, от гамма-квантов [15,16] и рентгеновских фотонов [17,18] до терагерцовых волн [19,20]. Такие источники электромагнитного излучения и ускоренных частиц востребованы в ряде перспективных приложений, так как, являясь достаточно компактными, они по своей яркости и некоторым другим параметрам могут существенно превосходить схемы, в основе работы которых лежат иные физические принципы, не основанные на использовании мощных лазерных импульсов. Весьма интересные возможности появляются при использовании интенсивного лазерного излучения в лабораторной астрофизике. В этом случае за счет сверхвысокой плотности энергии, которую способен обеспечить мощный лазерный импульс, создаются условия, свойственные ряду астрофизических объектов, что позволяет моделировать происходящие в них процессы в лабораторных условиях [21,22]. В контексте построения и верификации теоретических моделей, описывающих соответствующие астрофизические процессы, последнее представляет особенный интерес и актуальность.

Взаимодействие интенсивного лазерного излучения с веществом характеризуется многообразием протекающих при этом процессов и наблюдаемых эффектов. Одним из таких явлений является индуцирование мощного разрядного тока, распространяющегося по поверхности плотной мишени [23,24]. Этот ток может быть использован для генерации в области мишени сильных квазистационарных электромагнитных полей. Широкое распространение получили схемы на основе мишеней с высоким коэффициентом самоиндукции типа «конденсатор-катушка», предложенных в работе [25]. Исторически, для возбуждения сильного разрядного тока в такой мишени используются мощные лазерные импульсы наносекундного диапазона [26-32]. В этом случае квазистационарный характер электромагнитного поля в области мишени определяется большой длительностью лазерного импульса. Однако, для ряда перспективных приложений создаваемых таким образом электромагнитных полей, в частности, управления пучками быстрых заряженных частиц и генерации замагниченной плазмы для экспериментов по лабораторной астрофизике, более целесообразным представляется использование коротких лазерных импульсов пикосекунд-ного и фемтосекундного диапазонов. Действительно, вследствие большей интенсивности таких импульсов они позволяют обеспечить большую локальную плотность энергии в области взаимодействия. По этой причине для исследований, связанных с применением сильных электромагнитных полей в лабораторной астрофизике и схемах управления потоками заряженных частиц, весьма важной является задача генерации квазистационарных электромагнитных полей при помощи ультракоротких лазерных импульсов, т.е. импульсов пикосе-кундной и фемтосекундной длительности. В этом случае процесс формирования токов и электромагнитных полей в области мишени характеризуется более сложной динамикой, чем при использовании лазерных импульсов ни посеку нд-ной длительности, а создание квазистационарного поля, существующего на временной шкале, существенно превышающей длительность лазерного драйвера, требует выполнения определенных условий на параметры взаимодействия.

Отдельно стоит отметить принципиально новую возможность, которая появляется при переходе к фемтосекундным лазерным импульсам. В этом случае индуцируемые в мишени токи могут оказаться достаточно хорошо локализованными на масштабе мишени, что позволяет использовать их для генерации вторичного электромагнитного излучения и, в частности, излучения терагерцового

диапазона. Предложенные на текущий момент схемы генерации терагерцового излучения, основанные на использовании мощных лазерных импульсов, с точки зрения достижимой выходной мощности излучения являются более перспективными для ряда фундаментальных и прикладных исследований по сравнению с альтернативными схемами, например, на основе фотопроводящих антенн [33] или оптического выпрямления в нелинейных кристаллах [34,35], ввиду отсутствия ограничений на входную мощность, определяемых порогом повреждения нелинейной среды, а также наличием эффектов насыщения [20]. Однако, процесс генерации терагерцового излучения с помощью лазерно-плазменных источников и зависимости параметров этого излучения от параметров лазерного импульса могут иметь весьма сложный характер. Это обстоятельство делает применение таких источников в задачах, где требуется обеспечить определенные параметры терагерцового излучения, например, заданную частоту или поляризацию, затруднительным. Интересным решением представляется использование лазерно-индуцированных ультракомпактных разрядных импульсов в сочетании с мишенями определенной геометрии. При этом свойства полей будут определяться особенностями распространения разрядного тока, которыми можно управлять посредством оптимизации формы и размеров мишени.

Таким образом, можно отметить, что на текущий момент вопросы применения лазерно-индуцированных разрядных токов, возбуждаемых ультракороткими 10-14 — 10-12 с) лазерными импульсами, для создания сильных квазистационарных электромагнитных полей, востребованных в задачах лабораторной астрофизики и управления пучками заряженных частиц, а также генерации вторичного электромагнитного излучения терагерцового диапазона для различных приложений и фундаментальных исследований, изучены недостаточно полно. Требуется разработка соответствующих теоретических моделей и их экспериментальная апробация, что определяет актуальность данной работы.

Целью работы является разработка методов генерации квазистационарных магнитных полей с индукцией > 100 Тл и терагерцового излучения тера-ваттного уровня мощности с использованием профилированных мишеней, облучаемых лазерными импульсами релятивистской интенсивности. Для достижения этой цели были поставлены следующие задачи:

1. разработка и экспериментальная реализация метода лазерной генерации квазистационарного магнитного поля с индукцией > 100 Тл в пикосекунд-

ном режиме с использованием субмиллиметровой мишени типа «виток», возбуждаемой субпетиваттным импульсом лазерного излучения;

2. исследование лазерной генерации квазистационарного магнитного поля с индукцией ~ 100 кТл в мишенях типа «улитка» па установках мультипе-таваттного уровня мощности типа ХСЕЬБ в фемтосекундном режиме;

3. исследование процесса возбуждения направленных импульсов поверхностного тока фемтосекундной длительности с амплитудой до 106 А с помощью лазерного излучения релятивистской интенсивности;

4. разработка метода коллимации потоков ускоренных протонов с использованием магнитных полей ~ 105 Тл, возбуждаемых лазерным излучением мультипетаваттной установки;

5. разработка методов генерации терагерцового излучения тераваттного уровня мощности с заданными характеристиками посредством создания лазерно-индуцированного направленного импульса поверхностного тока фемтосекундной длительности в профилированных мишенях.

Научная новизна

Научная новизна работы состоит в следующем:

1. впервые в мишени типа «виток» экспериментально реализована лазерная генерация квазистационарного магнитного поля с индукцией более 200 Тл в пикосекундном режиме взаимодействия с использованием субпетаватт-ного лазерного драйвера;

2. теоретически обоснована возможность лазерной генерации квазистационарного магнитного поля с индукцией до 105 Тл в субмиллиметровой мишени типа «улитка», возбуждаемой лазерным излучением мультипетаваттной установки;

3. теоретически предсказано существование направленного импульса поверх-

ностного тока фемтосекундной длительности с амплитудой тока до 106 А

при воздействии на протяженную мишень фемтосекундного импульса ла-

зерного излучения релятивистской интенсивности;

4. предложен и теоретически обоснован метод коллимации потоков ускоренных протонов с энергией ~ 100 МэВ с помощью магнитного поля ~ 105 Тл, возбуждаемого лазерным излучением мультипетаваттной установки;

5. теоретически предсказана возможность лазерной генерации терагерцово-го излучения тераваттного уровня мощности с заданными характеристиками посредством возбуждения в профилированной мишени направленного импульса поверхностного тока.

Практическая и теоретическая значимость

Полученные в работе результаты могут быть использованы для решения следующих задач:

• создание компактных импульсных источников квазистационарных маг-

105

вера лазерного излучения перспективных мультипетаваттных лазерных комплексов:

— для лабораторного моделирования процессов, происходящих в астрофизической плазме с высокой плотностью энергии;

— для управления потоками быстрых заряженных частиц с целью повышения яркости и уменьшения расходимости источников лазерно-ускоренных частиц;

• создание компактных импульсных источников электромагнитного излучения терагерцового диапазона с управляемыми характеристиками и вы-

1

задач в области взаимодействия мощного терагерцового излучения с веществом.

Основные научные положения, выносимые на защиту:

1. разработанный метод генерации магнитных полей при воздействии субпи-косекундных лазерных импульсов релятивистской интенсивности на мишени типа «виток» позволяет получить квазистационарное магнитное по-

200

облучение фемтосекундными лазерными импульсами релятивистской интенсивности мишеней типа «улитка» позволяет создавать квазистационарные магнитные поля с индукцией до 105 Тл;

3. воздействие фемтосекундных импульсов лазерного излучения релятивистской интенсивности на поверхность протяженной мишени индуцирует на ней разрядные импульсы тока с амплитудой до 106 А;

4. магнитные поля, возбуждаемые в субмиллиметровых мишенях типа «улитка» лазерным излучением мультипетаваттной установки, позволяют кол-лимировать потоки протонов с энергией до 100 МэВ;

5. генерация направленных импульсов поверхностного тока фемтосекундной длительности в профилированных мишенях позволяет создавать импульсы терагерцового излучения тераваттного уровня мощности с управляемыми характеристиками.

Апробация работы

Результаты, изложенные в диссертации, были представлены в виде устных и стендовых докладов на следующих международных и российских научных конференциях и семинарах:

• Международная конференция «Лазерные, плазменные исследования и технологии - ЛаПлаз» (Москва, 2020, 2021, 2022, 2023, 2025);

• International Conference on Ultrafast Optical Science «Ultrafast Light» (Москва, 2020, 2023, 2024);

• 12-ая Международная конференция «Современные средства диагностики плазмы и их применение» (Москва, 2020);

• Всероссийская школа для студентов, аспирантов, молодых ученых и специалистов по лазерной физике и лазерным технологиям (Саров, 2022, 2023);

• 19-th International Workshop «Complex Systems of Charged Particles and Their Interactions with Electromagnetic Radiation» (Москва, 2023);

• I Всероссийская школа для студентов и молодых учёных по экспериментальной лабораторной астрофизике и геофизике (Саров, 2023);

• The 8-th International Conference «Frontiers of Nonlinear Physics» (Кострома, 2024);

• XXI Научная школа «Нелинейные волны - 2024» (Нижний Новгород, 2024).

Публикации по теме

По теме диссертации в период с 2020 по 2025 гг. опубликовано 16 работ, из которых 8 статей в рецензируемых научных изданиях, включенных в базы данных Web of Science или Scopus, имеющих квартили Q1 [36-38], Q2 [39,40], Q3 [41], Q4 [42,43] и 8 в сборниках трудов международных конференций.

Глава 1

Генерация сильных магнитных полей и терагерцового излучения: современное состояние

Компактные источники сильных импульсных магнитных полей являются востребованными для решения широкого круга научных и прикладных задач, охватывающего различные области науки, от лабораторной астрофизики до управления пучками высокоэнергетических заряженных частиц. Ввиду высокой плотности энергии, реализуемой в области фокуса интенсивных лазерных импульсов, их использование представляется перспективным методом создания сильных импульсных магнитных полей, возбуждаемых за счет генерации мощных лазерно-индуцированных электрических токов в области взаимодействия. В то же время, эти токи могут создавать интенсивное вторичное электромагнитное излучение, в том числе, излучение терагерцового диапазона, востребованное для различных практических приложений и фундаментальных исследований в области взаимодействия терагерцового излучения с веществом. Таким образом, лазерное излучение высокой интенсивности может одновременно выступать как в качестве источника сильных импульсных магнитных полей, так и в качестве источника мощного терагерцового излучения. В данной Главе представлен обзор современных методов генерации сильных магнитных полей и интенсивного терагерцового излучения. Особое внимание в контексте данной работы уделяется методам, основанным на использовании мощного лазерного излучения. Перечислены возможные приложения подобных источников, отмечены их достоинства и недостатки.

1.1 Источники сильных магнитных полей и их приложения

Создание магнитных полей с индукцией > 100 Тл в лабораторных условиях представляет большой интерес для современной науки. Такие поля открывают возможности для проведения широкого круга фундаментальных исследований и имеют множество практических приложений, наиболее важные из которых будут обсуждаться в данном разделе. Существующие источники сильных магнитных полей способны создавать поля с индукцией от десятков тесла в стационарном режиме генерации до нескольких килотесла в импульсном режиме. При этом, в зависимости от схемы и параметров источника магнитного поля, а также задействованного метода генерации, магнитное поле может генерироваться как в большом объеме с характерным размеров порядка десятков сантиметров, так и на микромасштабах, т.е. в области с характерным размеров порядка десятков-сотен микрометров. Различаются также и характерные времена, в течение которых источник генерирует сильное магнитное поле.

1.1.1 Методы генерации сильных магнитных полей в стационарном режиме

Широкое распространение в качестве источника постоянного магнитного поля получили электромагниты. В бытовых устройствах, как правило, используются электромагниты с резистивной катушкой и сердечником из ферромагнитного материала. При пропускании тока через обмотку катушки внутри нее возникает магнитное поле, которое усиливается за счет перестройки магнитных доменов в сердечнике. Коэффициент усиления внешнего поля определяется относительной магнитной проницаемостью вещества д/до и может составлять единицы-десятки тысяч для некоторых сплавов железа, например, пермаллоя [44]. Чем больше значение внешнего поля, тем большее число доменов оказываются выстроенными вдоль поля. Однако, при определенном значении внешнего поля все магнитные домены оказываются выстроенными вдоль его линий, и дальнейшего возрастания магнитной индукции не происходит. Таким образом, эффект насыщения ограничивает возможность использования электромагнитов с ферромагнитными сердечниками для генерации сильных магнитных полей. На практике, для сплавов железа с высокой магнитной проница-

емостью значения индукции, при которых реализуется насыщение, составляют 1,6 - 2,2 Тл [44].

Для достижения значений магнитной индукции, превышающих предел насыщения ферромагнетика, могут быть использованы электромагниты со сверхпроводящими катушками. Обмотки таких катушек изготавливаются из сверхпроводящего материала, охлаждаемого жидким гелием. За счет малого сопротивления в таких катушках создаются электрические токи большой величины, генерирующие сильное магнитное поле во внутреннем объеме катушки. Однако данный тип электромагнитов также характеризуется наличием эффекта насыщения - при определенных значениях магнитного поля материал обмоток теряет сверхпроводящие свойства, что накладывает ограничения на его максимальную величину. На практике эти ограничения приводят к максимально достижимым значениям магнитной индукции в несколько десятков тесла. Рекордное значение, полученное при помощи сверхпроводящего электромагнита, составляет 32,35 Тл [45]. Применение сверхпроводящих магнитов в бытовых устройствах ограничено необходимостью криогенного охлаждения обмоток таких магнитов и их высокой стоимостью. На текущий момент, такие устройства активно применяются в ускорителях частиц и системах магнитно-резонансной томографии.

Таким образом, как электромагниты на основе катушек с ферромагнитными сердечниками, так и сверхпроводящие электромагниты имеют ограничения на максимально достижимое с их помощью значение магнитного поля. Вообще говоря, этих ограничений можно избежать при использовании рези-стивных катушек без сердечника - за счет увеличения протекающего по обмоткам тока. Однако при этом возникает две сложности - необходимость сохранения механической целостности катушки под давлением магнитного поля (р = 22 ~ 1,6 х 108 Па для магнитного поля с индукцией В = 20 Тл; предел прочности медного провода - оо ~ 2 х 108 Па [46]) и необходимость устранения или снижения эффектов, связанных с омическим нагревом обмоток катушки. Конструкция резистивного электромагнита, в которой частично удалось решить эти проблемы, была предложена Ф. Биттером и устройство получило его имя. Катушка Биттера состоит из стопки проводящих дисков и изоляционных прокладок, располагаемых таким образом, чтобы ток тек в системе по спирали, как и в обычном соленоиде. В центре дисков имеется отверстие, в котором и

создается сильное магнитное поле. Использование массивных дисков позволяет решить вопрос обеспечения механической прочности. Для снижения эффектов, связанных с омическим нагревом дисков, в них проделываются дополнительные отверстия, через которые циркулирует вода. Рекордное для электромагнита резистивного типа значение индукции постоянного магнитного поля в 41,5 Тл было получено именно с использованием электромагнита конструкции Биттера в Национальной лаборатории сильных магнитных полей в США [47]. Абсолют-

45,5

был установлен с использованием гибридной системы, сочетающей в себе массивный резистивный и сверхпроводящий магниты [48]. Основным недостатком описанных систем на основе массивных резистивных или гибридных электромагнитов являются большие габариты и высокая потребляемая мощность. Так, для системы, описанной в работе [47], внешний диаметр внешней катушки составляет 500 мм при высоте этой катушки в 731 мм, а полная потребляемая системой мощность при генерации постоянного магнитного поля с индукцией 41,5 Тл превышает 30 МВт.

1.1.2 Методы генерации сильных магнитных полей в импульсном режиме

Ряд проблем, в особенности проблему, связанную с нагревом обмоток катушки, можно избежать при переходе к импульсному режиму генерации магнитного поля. Такой переход является оправданным в тех задачах, где исследуемые процессы отличаются малой длительностью и генерация магнитного поля в постоянном режиме не требуется. В импульсном режиме ток протекает в обмотках соленоида ограниченное время, в результате чего выделяемое вследствие омического нагрева количество теплоты также оказывается ограниченным и не приводит к разрушению электромагнита. Находят свои применения и одноразовые, «деструктивные» электромагниты, в которых происходит генерация одиночный мощного импульса магнитного поля, сопровождаемая разрушением конструкции катушки под действием давления магнитного поля и в результате омического нагрева.

В «недеструктивных» схемах могут быть получены магнитные поля> 50 Тл, и даже свыше 100 Тл, существующие на временной шкале (1 —100) мс [49]. Главным недостатком таких схем является обеспечение необходимой конструкцион-

ной прочности катушки, которая должна быть способна выдерживать создаваемые в ее объеме давления магнитного поля 4 х 109 Па для магнитного поля с индукцией 100 Тл), а также высокие энергозатраты па генерацию импульсного тока в обмотках катушки, приводящие к необходимости использования батарей конденсаторов с запасаемой в них энергией в десятки мегаджоулей и выше.

В «деструктивных» схемах требования к конструкционной прочности катушки отпадают, так как заведомо предполагается ее разрушение в процессе генерации импульсного магнитного поля. В этом случае катушку можно уменьшить по размеру, и пропускать через ее обмотки более короткие импульсы тока большей амплитуды. В задачах генерации импульсного магнитного поля с индукцией свыше 100 Тл характерные временные масштабы составляют микросекунды, а характерный объем, где происходит генерация сильного магнитного поля - 1см3. При пропускании токов с амплитудой па уровне единиц мегаам-пер через обмотки таких катушек возбуждается магнитное поле с индукцией (150 — 300) Тл, при этом поле существует в катушке несколько микросекунд, пока она не разрушается [50].

Абсолютный рекорд по величине импульсного магнитного поля был получен с использованием т.н. эффекта сжатия магнитного потока (магнитной кумуляции) в Z-пинч установках [51-53] и магнитокумулятивных генераторах - одноразовых «деструктивных» устройствах, в которых осуществляется имплозия цилиндрического лайнера с затравочным магнитным полем. Для обжатия лайнера в магнитокумулятивных генераторах используется взрывчатое вещество [54-56], электромагнитные силы, создаваемые внешними катушками [57,58], а также абляция оболочки лайнера мощным лазерным излучением [59-61].

В случае, если сжатие лайнера в схеме магнитокумулятивного генератора происходит быстрее, чем характерное время диффузии магнитного поля через оболочку лайнера, магнитный поток внутри лайнера сохраняется. Сохранение магнитного потока через контур, задаваемый внутренней поверхностью лайнера, может быть описано законом электромагнитной индукции Фарадея - в ответ на изменение потока магнитной индукции через контур за счет уменьшения его площади в нем возникает электрический ток, стремящийся скомпенсировать изменение этого потока. В результате при быстром уменьшении доступного для магнитного поля объема значение его индукции стремительно нарастает, что

приводит к многократному увеличению значения затравочного магнитного поля в таком устройстве. Таким образом были достигнуты сверхвысокие значения индукции в 1,2 кТл при электромагнитной имплозии лайнера [58] и 2,8 кТл при взрывном обжатии [55].

Недостатком схем на основе эффекта магнитной кумуляции, ограничивающим возможность их применения на практике, является необходимость использования мощных источников высокого напряжения ^-пинч установки, схемы с электромагнитной имплозией), необходимость проведения соответствующих экспериментов по генерации сильного магнитного поля в специальных помещениях (взрывных камерах) или на открытых площадках (схемы с взрывным обжатием лайнера), а также необходимость использования сложных многопучковых схем лазерного облучения мишени и обеспечения достаточной равномерности ее имплозии (схемы на основе лазерной абляции лайнера).

1.1.3 Лазерные методы генерации сильных импульсных магнитных полей

Лазерное излучение способно индуцировать мощные электрические токи в плазме и выступать, таким образом, в качестве источника сильного импульсного магнитного поля [62]. В первом эксперименте, непосредственной целью которого было получение сильного магнитного поля с помощью лазера, использовалась мишень типа «конденсатор-катушка» [25], представляющая собой одновит-

2

дисками, образующими конденсатор. Лазерное излучение фокусировалось на одном из дисков. В результате облучения диска в электрическом контуре мишени формировался разрядный электрический ток и в области катушки создавалось магнитное поле. Эксперимент был проведен в 1986 г. Для генерации магнитного поля с индукцией 60 Тл и характерным временем эволюции в несколько наносекунд использовалось излучение СО2 лазера с энергией 100 Дж в им-

1

диска составляла 1014 Вт/см2. Последующие исследования показали, что при

0,5

дальнейшей оптимизации геометрии мишени типа «конденсатор-катушка» значение индукции создаваемого в ней в наносекундном режиме магнитного поля может быть увеличено на порядок, вплоть до уровня - 1 кТл [26,27].

Помимо методики, основанной на возбуждении разрядных токов в мишенях типа «конденсатор-катушка», было предложено и несколько других методов лазерной генерации сильных магнитных полей. В наносекундном и субнаносе-кундном режиме взаимодействия для лазерной генерации магнитного поля могут быть использованы термоэлектрические токи, возникающие в скрещенных градиентах плотности и температуры плазмы, что было продемонстрировано в ряде экспериментальных и теоретических работ [63-66]. За счет этого механизма при облучении плотной плоской мишени в образующейся плазме формируется кольцевое магнитное поле [66,67]. Для его характеризации в эксперименте, как правило, используется поляриметрия - структура магнитного поля определяется посредством измерения фарадеевского вращения плоскости поляризации диагностического оптического излучения при его распространении в замагниченной плазме. Характерные значение индукции магнитного поля, формируемого в плазме при облучении плоских мишеней импульсами (-у б килоджоуль! юго уровня энергии, составляют несколько сотен тесла, о чем свидетельствуют данные комплексной интерферометрии [67], полученные в эксперименте на установке PALS, в основе которой лежит йодный фотодиссоционный лазер, обеспечивающего энергию на мишени (300 — 600) Дж при длительности лазерного импульса 300 пс.

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Бухарский Николай Дмитриевич, 2025 год

Литература

[1] Strickland D., Mourou G. Compression of amplified chirped optical pulses // Optics Communications. 1985. Vol. 56, no. 3. P. 219-221. URL: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/0030401885901208.

[2] Dubietis A., Butkus R., Piskarskas A. Trends in chirped pulse optical parametric amplification // IEEE Journal of Selected Topics in Quantum Electronics. 2006. Vol. 12, no. 2. P. 163-172.

[3] Realization of laser intensity over 1023 W/cm2 / J. W. Yoon, Y. G. Kim, I. W. Choi et al. // Optica. 2021. Vol. 8, no. 5. P. 630-635. URL: https://opg.optica.org/optica/abstract.cfm?URI=optica-8-5-630.

[4] Mourou G. A., Tajima T., Bulanov S. V. Optics in the relativistic regime // Rev. Mod. Phys. 2006. Vol. 78. P. 309-371. URL: https://link.aps.org/doi/10.1103/RevModPhys.78.309.

[5] Pukhov A., Sheng Z.-M., Meyer-ter Vehn J. Particle acceleration in relativistic laser channels // Physics of Plasmas. 1999. Vol. 6, no. 7. P. 2847-2854. URL: https://doi.org/10.1063/L873242.

[6] Pukhov A. Strong field interaction of laser radiation // Reports on Progress in Physics. 2002. Vol. 66, no. 1. P. 47. URL: https://dx.doi.org/10.1088/0034-4885/66/1/202.

[7] High-current laser-driven beams of relativistic electrons for high energy density research / O. N. Rosmej, M. Gyrdymov, M. M. Giinther et al. // Plasma Physics and Controlled Fusion. 2020. Vol. 62, no. 11. P. 115024. URL: https://dx.doi.org/10.1088/1361-6587/abb24e.

[8] Esarey E., Schroeder C. B., Leemans W. P. Physics of laser-driven plasma-

based electron accelerators // Rev. Mod. Phys. 2009. Vol. 81. P. 1229-1285. URL: https://link.aps.org/doi/10.1103/RevModPhys.81.1229.

[9] Fast electron generation using PW-class PEARL facility / A. Soloviev, K. Bur-donov, V. Ginzburg et al. // Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section A: Accelerators, Spectrometers, Detectors and Associated Equipment. 2011. Vol. 653, no. 1. P. 35-41. Superstrong 2010. URL: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0168900211003329.

[10] Forward Ion Acceleration in Thin Films Driven by a High-Intensity Laser / A. Maksimchuk, S. Gu, K. Flippo et al. // Phys. Rev. Lett. 2000. Vol. 84. P. 4108-4111. URL: https://link.aps.org/doi/10.1103/PhysRevLett.84.4108.

[11] Intense High-Energy Proton Beams from Petawatt-Laser Irradiation of Solids / R. A. Snavely, M. H. Key, S. P. Hatchett et al. // Phys. Rev. Lett. 2000. Vol. 85. P. 2945-2948. URL: https://link.aps.org/doi/10.1103/PhysRevLett.85.2945.

[12] Multicascade Proton Acceleration by a Superintense Laser Pulse in the Regime of Relativistically Induced Slab Transparency / A. A. Gonoskov, A. V. Ko-rzhimanov, V. I. Eremin et al. // Phys. Rev. Lett. 2009. Vol. 102. P. 184801. URL: https://link.aps.org/doi/10.1103/PhysRevLett.102.184801.

[13] Generating High-Energy Highly Charged Ion Beams from Petawatt-Class Laser Interactions with Compound Targets / A. V. Korzhimanov, E. S. Efi-menko, S. V. Golubev et al. // Phys. Rev. Lett. 2012. Vol. 109. P. 245008. URL: https://link.aps.org/doi/10.1103/PhysRevLett.109.245008.

[14] Roth M., Schollmeier M. Ion Acceleration^Target Normal Sheath Acceleration // CERN Yellow Reports. 2016. Vol. 1 (2016): Proceedings of the 2014 CAS-CERN Accelerator School: Plasma Wake Acceleration. URL: https://e-publishing.cern.ch / index.php / CYR/article/view / 222.

[15] Observation of a highly directional 7-ray beam from ultrashort, ultraintense laser pulse interactions with solids / P. A. Norreys, M. Santala, E. Clark et al. // Physics of Plasmas. 1999. Vol. 6, no. 5. P. 2150-2156. URL: https://doi.org/10.1063/L873466.

[16] A novel nuclear pyrometry for the characterization of high-energy bremsstrahlung and electrons produced in relativistic laser-plasma interactions / M. M. Giinther, K. Sonnabend, E. Brambrink et al. // Physics of Plasmas. 2011. Vol. 18, no. 8. P. 083102. URL: https://doi.org/10.1063/L3613923.

[17] Hard x-ray production from high intensity laser solid interactions (invited) / M. D. Perry, J. A. Sefcik, T. Cowan et al. // Review of Scientific Instruments. 1999. Vol. 70, no. 1. P. 265-269. URL: https://doi.org/10.1063/L1149442.

[18] Bright betatron radiation from direct-laser-accelerated electrons at moderate relativistic laser intensity / O. N. Rosmej, X. F. Shen, A. Pukhov et al. // Matter and Radiation at Extremes. 2021. Vol. 6, no. 4. P. 048401. URL: https://doi.Org/10.1063/5.0042315.

[19] Fiilop J. A., Tzortzakis S., Kampfrath T. Laser-Driven Strong-Field Terahertz Sources // Advanced Optical Materials. 2020. Vol. 8, no. 3. P. 1900681. URL: https: / / onlinelibrary.wiley.com / doi / abs /10.1002/ adom. 201900681.

[20] Liao G., Li Y. Perspectives on ultraintense laser-driven terahertz radiation from plasmas // Physics of Plasmas. 2023. Vol. 30, no. 9. P. 090602. URL: https://doi.Org/10.1063/5.0167730.

[21] Laboratory laser-produced astrophysical-like plasmas / B. H. Ripin, C. K. Manka, T. A. Peyser et al. // Laser and Particle Beams. 1990. Vol. 8, no. 1-2. P. 183-190.

[22] Takabe H., Kuramitsu Y. Recent progress of laboratory astrophysics with intense lasers // High Power Laser Science and Engineering. 2021. Vol. 9. P. e49.

[23] Laser-Driven Ultrafast Field Propagation on Solid Surfaces / K. Quinn, P. A. Wilson, C. A. Cecchetti et al. // Phys. Rev. Lett. 2009. Vol. 102. P. 194801. URL: https://link.aps.org/doi/10.1103/PhysRevLett.102.194801.

[24] Guided electromagnetic discharge pulses driven by short intense laser pulses: Characterization and modeling / M. Ehret, M. Bailly-Grandvaux, P. Ko-rneev et al. // Physics of Plasmas. 2023. Vol. 30, no. 1. P. 013105. URL: https://doi.Org/10.1063/5.0124011.

[25] Generation of a strong magnetic field by an intense CO2 laser pulse / H. Daido, F. Miki, K. Mima et al. // Phys. Rev. Lett. 1986. Vol. 56. P. 846-849. URL: https://link.aps.org/doi/10.1103/PhysRevLett.56.846.

[26] Laser-driven platform for generation and characterization of strong quasi-static magnetic fields / J. J. Santos, M. Bailly-Grandvaux, L. Giuffrida et al. // New Journal of Physics. 2015. Vol. 17, no. 8. P. 083051. URL: https://dx.doi.Org/10.1088/1367-2630/17/8/083051.

[27] Direct measurement of kilo-tesla level magnetic field generated with laser-driven capacitor-coil target by proton deflectometry / K. F. F. Law, M. Bailly-Grandvaux, A. Morace et al. // Applied Physics Letters. 2016. Vol. 108, no. 9. P. 091104. URL: https://doi.org/10.1063/L4943078.

[28] Ultrafast proton radiography of the magnetic fields generated by a laser-driven coil current / L. Gao, H. Ji, G. Fiksel et al. // Physics of Plasmas. 2016. Vol. 23, no. 4. P. 043106. URL: https://doi.org/10.1063/L4945643.

[29] Ultrafast probing of magnetic field growth inside a laser-driven solenoid / C. Goyon, B. B. Pollock, D. P. Turnbull et al. // Phys. Rev. E. 2017. Vol. 95. P. 033208. URL: https://link.aps.org/doi/10.1103/PhysRevE.95.033208.

[30] Guiding of relativistic electron beams in dense matter by laser-driven magnetostatic fields / M. Bailly-Grandvaux, J. J. Santos, C. Bellei et al. // Nature Communications. 2018. Vol. 9, no. 1. P. 102. URL: https://doi.org/10.1038/s41467-017-02641-7.

[31] Laser-driven strong magnetostatic fields with applications to charged beam transport and magnetized high energy-density physics /J.J. Santos, M. Bailly-Grandvaux, M. Ehret et al. // Physics of Plasmas. 2018. Vol. 25, no. 5. P. 056705. URL: https://doi.org/10.1063/L5018735.

[32] Proton deflectometry of a capacitor coil target along two axes / P. Bradford, M. P. Read, M. Ehret et al. // High Power Laser Science and Engineering. 2020. Vol. 8. P. ell.

[33] Intense THz Pulses with large ponderomotive potential generated from large aperture photoconductive antennas / X. Ropagnol, M. Khorasaninejad,

M. Raeiszadeh et al. // Opt. Express. 2016. Vol. 24, no. 11. P. 11299-11311. URL: https://opg.optica.org/oe/abstract.cfm?URI=oe-24-l 1-11299.

[34] A source of THz radiation with electric field strength of more than 1 MV cm-1 on the basis of 100-Hz femtosecond Cr : forsterite laser system / A. Ovchin-nikov, O. Chefonov, D. Sitnikov et al. // Quantum Electronics. 2018. Vol. 48, no. 6. P. 554. URL: https://dx.doi.org/10.1070/QEL16681.

[35] Sitnikov D. S., Ilina I. V., Pronkin A. A. Experimental system for studying bioeffects of intense terahertz pulses with electric field strength up to 3.5 MV/cm // Optical Engineering. 2020. Vol. 59, no. 6. P. 061613. URL: https://doi.Org/10.1117/l.OE.59.6.061613.

[36] Bukharskii N., Korneev P. Intense widely controlled terahertz radiation from laser-driven wires // Matter and Radiation at Extremes. 2023. Vol. 8, no. 4. P. 044401. URL: https://doi.Org/10.1063/5.0142083.

[37] Kilotesla plasmoid formation by a trapped relativistic laser beam / M. Ehret, Y. Kochetkov, Y. Abe et al. // Phys. Rev. E. 2022. Vol. 106. P. 045211. URL: https://link.aps.org/doi/10.1103/PhysRevE.106.045211.

[38] Neural network analysis of quasistationary magnetic fields in microcoils driven by short laser pulses / I. V. Kochetkov, N. D. Bukharskii, M. Ehret et al. // Scientific Reports. 2022. Vol. 12, no. 1. P. 13734. URL: https://doi.org/10.1038/s41598-022-17202-2.

[39] Dmitriev E., Bukharskii N., Korneev P. Powerful Elliptically Polarized Terahertz Radiation from Oscillating-Laser-Driven Discharge Surface Currents // Photonics. 2023. Vol. 10, no. 7. URL: https://www.mdpi.com/2304-6732/10/7/803.

[40] Bukharskii N., Kochetkov I., Korneev P. Terahertz annular antenna driven with a short intense laser pulse // Applied Physics Letters. 2022. Vol. 120, no. 1. P. 014102. URL: https://doi.Org/10.1063/5.0076700.

[41] Bukharskii N., Korneev P. Formation of propagating current pulses on extended surfaces under grazing irradiation with relativistically intense ultrashort

laser pulses // Physics of Plasmas. 2025. Vol. 32, no. 3. P. 032106. URL: https://doi.Org/10.1063/5.0239403.

[42] Bukharskii N. D., Kulikov R. K., Korneev P. A. Generation of High-Power Terahertz Radiation Using High-Intensity Femtosecond Laser Pulses // Bulletin of the Lebedev Physics Institute. 2023. Vol. 50, no. 7. P. S837-S845. URL: https://doi.org/10.3103/S1068335623190053.

[43] Bukharskii N. D., Korneev P. A. Study of a Highly Magnetized Relativistic Plasma in the Context of Laboratory Astrophysics and Particle Flow Control // Bulletin of the Lebedev Physics Institute. 2023. Vol. 50, no. 8. P. S869-S877. URL: https://doi.org/10.3103/S1068335623200022.

[44] Laughton M., Say M. Electrical Engineer's Reference Book. Butterworths, 1985.

[45] World record 32.35 tesla direct-current magnetic field generated with an all-superconducting magnet / J. Liu, Q. Wang, L. Qin et al. // Superconductor Science and Technology. 2020. Vol. 33, no. 3. P. 03LT01. URL: https://dx.doi.org/10.1088/1361-6668/ab714e.

[46] Mao Q., Liu Y., Zhao Y. A review on copper alloys with high strength and high electrical conductivity / / Journal of Alloys and Compounds. 2024. Vol. 990. P. 174456. URL: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0925838824010430.

[47] Toth J., Bole S. T. Design, Construction, and First Testing of a 41.5 T All-Resistive Magnet at the NHMFL in Tallahassee // IEEE Transactions on Applied Superconductivity. 2018. Vol. 28, no. 3. P. 1-4.

[48] 45.5-tesla direct-current magnetic field generated with a high-temperature superconducting magnet / S. Hahn, K. Kim, K. Kim et al. // Nature. 2019. Vol. 570, no. 7762. P. 496-499.

[49] High magnetic fields for fundamental physics / R. Battesti, J. Beard, S. Boser et al. // Physics Reports. 2018. Vol. 765766. P. 1-39. High magnetic fields for fundamental physics. URL: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S037015731830190X.

[50] Megagauss magnetic field generation in single-turn coils: new frontiers for scientific experiments / O. Portugall, N. Puhlmann, H. U. Miiller et al. // Journal of Physics D: Applied Physics. 1999. Vol. 32, no. 18. P. 2354. URL: https://dx.doi.org/10.1088/0022-3727/32/18/306.

[51] Generation of high magnetic fields using a gas-puff Z pinch / F. J. Wessel, F. S. Felber, N. C. Wild et al. // Applied Physics Letters. 1986. Vol. 48, no. 17. P. 1119-1121. URL: https://doi.org/10.1063/L96616.

[52] Compression of ultrahigh magnetic fields in a gas-puff Z pinch / F. S. Felber, M. M. Malley, F. J. Wessel et al. // The Physics of Fluids. 1988. Vol. 31, no. 7. P. 2053-2056. URL: https://doi.org/10.1063/L866657.

[53] Ultrahigh magnetic fields produced in a gas-puff Z pinch / F. S. Felber, F. J. Wessel, N. C. Wild et al. // Journal of Applied Physics. 1988. Vol. 64, no. 8. P. 3831-3844. URL: https://doi.org/10.1063/L341391.

[54] The cascade magnetocumulative generator of ultrahigh magnetic fields — A reliable tool for megagauss physics / A. Bykov, M. Dolotenko, N. Kolokol'chikov et al. // Physica B: Condensed Matter. 1996. Vol. 216, no. 3. P. 215-217. Proceedings of the International Workshop on Advances in High Magnetic Fields. URL: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/0921452695004750.

[55] VNIIEF achievements on ultra-high magnetic fields generation / A. Bykov, M. Dolotenko, N. Kolokolchikov et al. // Physica B: Condensed Matter. 2001. Vol. 294-295. P. 574-578. Proceedings of the Sixth International Symposium on Research in High Magnetic Fields. URL: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0921452600007237.

[56] Fowler C. M., Garn W. B., Caird R. S. Production of Very High Magnetic Fields by Implosion // Journal of Applied Physics. 2004. Vol. 31, no. 3. P. 588-594. URL: https://doi.org/10.1063/L1735633.

[57] Cnare E. C. Magnetic Flux Compression by Magnetically Imploded Metallic Foils // Journal of Applied Physics. 2004. Vol. 37, no. 10. P. 3812-3816. URL: https://doi.org/10.1063/L1707931.

[58] Record indoor magnetic field of 1200 T generated by electromagnetic flux-compression / D. Nakamura, A. Ikeda, H. Sawabe et al. // Review of Scientific Instruments. 2018. Vol. 89, no. 9. P. 095106. URL: https://doi.Org/10.1063/l.5044557.

[59] Laser-Driven Magnetic-Flux Compression in High-Energy-Density Plasmas / О. V. Gotchev, P. Y. Chang, J. P. Knauer et al. // Phys. Rev. Lett. 2009. Vol. 103. P. 215004. URL: https://link.aps.org/doi/10.1103/PhysRevLett.103.215004.

[60] Compressing magnetic fields with high-energy lasersa) / J. P. Knauer, О. V. Gotchev, P. Y. Chang et al. // Physics of Plasmas. 2010. Vol. 17, no. 5. P. 056318. URL: https://doi.Org/10.1063/l.3416557.

[61] Inertial confinement fusion implosions with imposed magnetic field compression using the OMEGA Lasera) / M. Hohenberger, P.-Y. Chang, G. Fik-sel et al. // Physics of Plasmas. 2012. Vol. 19, no. 5. P. 056306. URL: https://doi.Org/10.1063/l.3696032.

[62] Коробкин В. В., Мотылев С. Л. О возможности применения лазерного излучения для генерации сильных магнитных полей // Письма в ЖТФ. 1979. Т. 5. С. 1135-1140.

[63] Spontaneous Magnetic Fields in Laser-Produced Plasmas / J. A. Stamper, K. Papadopoulos, R. N. Sudan et al. // Phys. Rev. Lett. 1971. Vol. 26. P. 1012-1015. URL: https://link.aps.org/doi/10.1103/PhysRevLett.26.1012.

[64] Stamper J. A., Ripin В. H. Faraday-Rotation Measurements of Megagauss Magnetic Fields in Laser-Produced Plasmas // Phys. Rev. Lett. 1975. Vol. 34. P. 138-141. URL: https://link.aps.org/doi/10.1103/PhysRevLett.34.138.

[65] Generation of scaled protogalactic seed magnetic fields in laser-produced shock waves / G. Gregori, A. Ravasio, C. D. Murphy et al. // Nature. 2012. Vol. 481, no. 7382. P. 480-483. URL: https://doi.org/10.1038/naturel0747.

[66] Magnetic reconnection driven by intense lasers / J. Zhong, X. Yuan, B. Han et al. // High Power Laser Science and Engineering. 2018. Vol. 6. P. e48.

[67] Complex interferometry of magnetized plasma: Accuracy and limitations / I. Kochetkov, T. Pisarczyk, M. Kalal et al. // Physics of Plasmas. 2021. Vol. 28, no. 10. P. 102110. URL: https://doi.Org/10.1063/5.0063162.

[68] Plasma solenoid driven by a laser beam carrying an orbital angular momentum / R. Nuter, P. Korneev, I. Thiele et al. // Phys. Rev. E. 2018. Vol. 98. P. 033211. URL: https://link.aps.org/doi/10.1103/PhysRevE.98.033211.

[69] Gain of electron orbital angular momentum in a direct laser acceleration process / R. Nuter, P. Korneev, E. Dmitriev et al. // Phys. Rev. E. 2020. Vol. 101. P. 053202. URL: https://link.aps.org/doi/10.1103/PhysRevE.101.053202.

[70] Numerical study of momentum and energy transfer in the interaction of a laser pulse carrying orbital angular momentum with electrons / V. Tikhonchuk, P. Korneev, E. Dmitriev et al. / / High Energy Density Physics. 2020. Vol. 37. P. 100863. URL: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1574181820301002.

[71] Efficient Generation of Axial Magnetic Field by Multiple Laser Beams with Twisted Pointing Directions / Y. Shi, A. Arefiev, J. X. Hao et al. // Phys. Rev. Lett. 2023. Vol. 130. P. 155101. URL: https://link.aps.org/doi/10.1103/PhysRevLett.130.155101.

[72] Liseykina T. V., Popruzhenko S. V., Macchi A. Inverse Faraday effect driven by radiation friction // New Journal of Physics. 2016. Vol. 18, no. 7. P. 072001. URL: https://dx.doi.Org/10.1088/1367-2630/18/7/072001.

[73] Popruzhenko S. V., Liseykina T. V., Macchi A. Efficiency of radiation friction losses in laser-driven 'hole boring' of dense targets // New Journal of Physics. 2019. Vol. 21, no. 3. P. 033009. URL: https://dx.doi.org/10.1088/1367-2630/ab0119.

[74] Shvets G., Fisch N. J., Rax J.-M. Magnetic field generation through angular momentum exchange between circularly polarized radiation and charged particles // Phys. Rev. E. 2002. Vol. 65. P. 046403. URL: https://link.aps.org/doi/10.1103/PhysRevE.65.046403.

[75] Nonlinear Thomson scattering: A tutorial / Y. Y. Lau, F. He, D. P. Umstadter et al. // Physics of Plasmas. 2003. Vol. 10, no. 5. P. 2155-2162. URL: https://doi.Org/10.1063/l.1565115.

[76] Лисейкина Т. В., Пеганов E. E., Попруженко С. В. Обратный эффект Фарадея, индуцированный радиационным трением, при облучении плотной плазмы скрещенными лазерными пучками мультипетаваттной мощности // Квантовая электроника. 2023. Т. 53, № 2. С. 165-169. URL: https: / / www.mathnet.ru / rus / qel8228.

[77] Lai D. Matter in strong magnetic fields // Rev. Mod. Phys. 2001. Vol. 73. P. 629-662. URL: https://link.aps.org/doi/10.1103/RevModPhys.73.629.

[78] International Geomagnetic Reference Field: the eleventh generation / С. C. Finlay, S. Maus, C. D. Beggan et al. // Geophysical Journal International. 2010. Vol. 183, no. 3. P. 1216-1230. URL: https://doi.Org/10.llll/j.1365-246X.2010.04804.x.

[79] Kaspi V. M., Beloborodov A. M. Magnetars // Annual Review of Astronomy and Astrophysics. 2017. Vol. 55, no. 1. P. 261-301. URL: https://doi.org/10.1146/annurev-astro-081915-023329.

[80] Бескин В. С. Магнитогидродинамические модели астрофизических струйных выбросов // Усп. физ. наук. 2010. Т. 180, № 12. С. 1241-1278. URL: https://ufn.ru ru/articles 2010 12 b .

[81] Remington В. A., Drake R. P., Ryutov D. D. Experimental astrophysics with high power lasers and Z pinches // Rev. Mod. Phys. 2006. Vol. 78. P. 755-807. URL: https://link.aps.org/doi/10.1103/RevModPhys.78.755.

[82] Astrophysics of Magnetically Collimated Jets Generated from Laser-Produced Plasmas / A. Ciardi, T. Vinci, J. Fuchs et al. // Phys. Rev. Lett. 2013. Vol. 110. P. 025002. URL: https://link.aps.org/doi/10.1103/PhysRevLett.110.025002.

[83] Production of large volume, strongly magnetized laser-produced plasmas by use of pulsed external magnetic fields / B. Albertazzi, J. Beard, A. Ciardi

et al. // Review of Scientific Instruments. 2013. Vol. 84, no. 4. P. 043505. URL: https://doi.org/10.1063/L4795551.

[84] Laboratory formation of a scaled protostellar jet by coaligned poloidal magnetic field / B. Albertazzi, A. Ciardi, M. Nakatsutsu-mi et al. // Science. 2014. Vol. 346, no. 6207. P. 325-328. URL: https: / / www.science.org/doi / abs/10.1126/science. 1259694.

[85] Detailed characterization of laser-produced astrophysically-relevant jets formed via a poloidal magnetic nozzle / D. Higginson, G. Revet, B. Khiar et al. // High Energy Density Physics. 2017. Vol. 23. P. 48-59. URL: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1574181817300083.

[86] Creation of a uniform high magnetic-field strength environment for laser-driven experiments / C. Courtois, A. D. Ash, D. M. Chambers et al. // Journal of Applied Physics. 2005. Vol. 98, no. 5. P. 054913. URL: https://doi.org/10.1063/L2035896.

[87] Mozer F. S., Pritchett P. L. Magnetic field reconnection: A first-principles perspective // Physics Today. 2010. Vol. 63, no. 6. P. 34-39. URL: https://doi.org/10.1063/L3455250.

[88] Sui L., Holman G. D., Dennis B. R. Evidence for Magnetic Reconnection in Three Homologous Solar Flares Observed by RHESSI // The Astrophysical Journal. 2004. Vol. 612, no. 1. P. 546. URL: https://dx.doi.org/10.1086/422515.

[89] Multiwavelength Analysis of a Solar Flare on 2002 April 15 / L. Sui, G. D. Holman, S. M. White et al. // The Astrophysical Journal. 2005. Vol. 633, no. 2. P. 1175. URL: https://dx.doi.org/10.1086/462410.

[90] Observation of the evolution of a current sheet in a solar flare / C. Zhu, R. Liu, D. Alexander et al. // The Astrophysical Journal Letters. 2016. Vol. 821, no. 2. P. L29. URL: https://dx.doi.Org/10.3847/2041-8205/821/2/L29.

[91] Magnetic Reconnection between Colliding Magnetized Laser-Produced Plasma Plumes / G. Fiksel, W. Fox, A. Bhattacharjee

et al. // Phys. Rev. Lett. 2014. Vol. 113. P. 105003. URL: https://link.aps.org/doi/10.1103/PliysRevLett.113.105003.

[92] Magnetic Reconnection and Plasma Dynamics in Two-Beam LaserSolid Interactions / P. M. Nilson, L. Willingale, M. C. Kaluza et al. // Phys. Rev. Lett. 2006. Vol. 97. P. 255001. URL: https://link.aps.org/doi/10.1103/PhysRevLett.97.255001.

[93] Observation of Megagauss-Field Topology Changes due to Magnetic Reconnection in Laser-Produced Plasmas / C. K. Li, F. H. Séguin, J. A. Fren-je et al. // Phys. Rev. Lett. 2007. Vol. 99. P. 055001. URL: https://link.aps.org/doi/10.1103/PhysRevLett.99.055001.

[94] Proton deflectometry of a magnetic reconnection geometry / L. Willingale, P. M. Nilson, M. C. Kaluza et al. // Physics of Plasmas. 2010. Vol. 17, no. 4. P. 043104. URL: https://doi.org/10.1063/L3377787.

[95] Modelling loop-top X-ray source and reconnection outflows in solar flares with intense lasers / J. Zhong, Y. Li, X. Wang et al. // Nature Physics. 2010. Vol. 6, no. 12. P. 984-987. URL: https://doi.org/10.1038/nphysl790.

[96] Plasmoid Ejection and Secondary Current Sheet Generation from Magnetic Reconnection in Laser-Plasma Interaction / Q.-L. Dong, S.-J. Wang, Q.-M. Lu et al. // Phys. Rev. Lett. 2012. Vol. 108. P. 215001. URL: https://link.aps.org/doi/10.1103/PhysRevLett.108.215001.

[97] Field reconstruction from proton radiography of intense laser driven magnetic reconnection / C. A. J. Palmer, P. T. Campbell, Y. Ma et al. // Physics of Plasmas. 2019. Vol. 26, no. 8. P. 083109. URL: https://doi.org/10.1063/L5092733.

[98] Dynamics of Self-Generated, Large Amplitude Magnetic Fields Following High-Intensity Laser Matter Interaction / G. Sarri, A. Macchi, C. A. Cec-chetti et al. // Phys. Rev. Lett. 2012. Vol. 109. P. 205002. URL: https://link.aps.org/doi/10.1103/PhysRevLett.109.205002.

[99] Ultrafast Electron Radiography of Magnetic Fields in High-Intensity Laser-Solid Interactions / W. Schumaker, N. Nakanii, C. McGuffey

et al. // Phys. Rev. Lett. 2013. Vol. 110. P. 015003. URL: https://link.aps.org/doi/10.1103/PliysRevLett.110.015003.

[100] Generation of magnetized collisionless shocks by a novel, laser-driven magnetic piston / D. B. Schaeffer, E. T. Everson, D. Winske et al. // Physics of Plasmas. 2012. Vol. 19, no. 7. P. 070702. URL: https://doi.org/10.1063/L4736846.

[101] Experimental study of subcritical laboratory magnetized collisionless shocks using a laser-driven magnetic piston / D. B. Schaeffer, E. T. Everson, A. S. Bondarenko et al. // Physics of Plasmas. 2015. Vol. 22, no. 11. P. 113101. URL: https://doi.org/10.1063/L4934983.

[102] Collisionless Shocks Driven by Supersonic Plasma Flows with Self-Generated Magnetic Fields / C. K. Li, V. T. Tikhonchuk, Q. Moreno et al. // Phys. Rev. Lett. 2019. Vol. 123. P. 055002. URL: https://link.aps.org/doi/10.1103/PhysRevLett.123.055002.

[103] Arefiev A., Toncian T., Fiksel G. Enhanced proton acceleration in an applied longitudinal magnetic field // New Journal of Physics. 2016. Vol. 18, no. 10. P. 105011. URL: https://dx.doi.org/10.1088/1367-2630/18/10/105011.

[104] Basov N. G., Gus'kov S. Y., Feokistov L. P. Thermonuclear gain of ICF targets with direct heating of ignitor // Journal of Soviet Laser Research. 1992. Vol. 13, no. 5. P. 396-399. URL: https://doi.org/10.1007/BF01124892.

[105] Ignition and high gain with ultrapowerful lasers / M. Tabak, J. Hammer, M. E. Glinsky et al. // Physics of Plasmas. 1994. Vol. 1, no. 5. P. 1626-1634. URL: https://doi.org/10.1063/L870664.

[106] Key M. H. Status of and prospects for the fast ignition inertial fusion concepta) // Physics of Plasmas. 2007. Vol. 14, no. 5. P. 055502. URL: https://doi.org/10.1063/L2719178.

[107] Effect of Laser Intensity on Fast-Electron-Beam Divergence in Solid-Density Plasmas / J. S. Green, V. M. Ovchinnikov, R. G. Evans et al. // Phys. Rev. Lett. 2008. Vol. 100. P. 015003. URL: https://link.aps.org/doi/10.1103/PhysRevLett.100.015003.

[108] Fast ignition: Dependence of the ignition energy on source and target parameters for particle-in-cell-modelled energy and angular distributions of the fast electrons / C. Bellei, L. Divol, A. J. Kemp et al. // Physics of Plasmas. 2013. Vol. 20, no. 5. P. 052704. URL: https://doi.org/10.1063/L4804277.

[109] Fast-ignition transport studies: Realistic electron source, integrated particle-in-cell and hydrodynamic modeling, imposed magnetic fields / D. J. Strozzi, M. Tabak, D. J. Larson et al. // Physics of Plasmas. 2012. Vol. 19, no. 7. P. 072711. URL: https://doi.org/10.1063/L4739294.

[110] Two-dimensional simulations of thermonuclear burn in ignition-scale iner-tial confinement fusion targets under compressed axial magnetic fields / L. J. Perkins, B. G. Logan, G. B. Zimmerman et al. // Physics of Plasmas. 2013. Vol. 20, no. 7. P. 072708. URL: https://doi.org/10.1063/L4816813.

[111] Fusion Yield Enhancement in Magnetized Laser-Driven Implosions / P. Y. Chang, G. Fiksel, M. Hohenberger et al. // Phys. Rev. Lett. 2011. Vol. 107. P. 035006. URL: https://link.aps.org/doi/10.1103/PhysRevLett.107.035006.

[112] Control of an electron beam using strong magnetic field for efficient core heating in fast ignition / T. Johzaki, T. Taguchi, Y. Sentoku et al. // Nuclear Fusion. 2015. Vol. 55, no. 5. P. 053022. URL: https://dx.doi.org/10.1088/0029-5515/55/5/053022.

[113] Use of external magnetic fields in hohlraum plasmas to improve laser-coupling / D. S. Montgomery, B. J. Albright, D. H. Barnak et al. // Physics of Plasmas. 2015. Vol. 22, no. 1. P. 010703. URL: https://doi.org/10.1063/L4906055.

[114] Imposed magnetic field and hot electron propagation in inertial fusion hohlraums / D. J. Strozzi, L. J. Perkins, M. M. Marinak et al. // Journal of Plasma Physics. 2015. Vol. 81, no. 6. P. 475810603.

[115] Dense plasma heating and Gbar shock formation by a high intensity flux of energetic electrons / X. Ribeyre, S. Gus'kov, J.-L. Feugeas et al. // Physics of Plasmas. 2013. Vol. 20, no. 6. P. 062705. URL: https://doi.org/10.1063/L4811473.

[116] Tonouchi M. Cutting-edge terahertz technology // Nature Photonics. 2007. Vol. 1, no. 2. P. 97-105. URL: https://doi.Org/10.1038/nphoton.2007.3.

[117] The 2017 terahertz science and technology roadmap / S. S. Dhillon, M. S. Vi-tiello, E. H. Linfield et al. // Journal of Physics D: Applied Physics. 2017. Vol. 50, no. 4. P. 043001. URL: https://dx.doi.org/10.1088/1361-6463/50/4/043001.

[118] Mittleman D. M. Perspective: Terahertz science and technology // Journal of Applied Physics. 2017. Vol. 122, no. 23. P. 230901. URL: https://doi.org/10.1063/L5007683.

[119] Status of the Novosibirsk terahertz FEL / V. Bolotin, N. Vinokurov, D. Kayran et al. // Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section A: Accelerators, Spectrometers, Detectors and Associated Equipment. 2005. Vol. 543, no. 1. P. 81-84. Proceedings of the XV International Synchrotron Radiation Conference. URL: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0168900205002032.

[120] Knyazev B. A., Kulipanov G. N., Vinokurov N. A. Novosibirsk terahertz free electron laser: instrumentation development and experimental achievements // Measurement Science and Technology. 2010. Vol. 21, no. 5. P. 054017. URL: https: //dx.doi.org/10.1088/0957-0233/21 /5/054017.

[121] The new IR and THz FEL facility at the Fritz Haber Institute in Berlin / W. Schollkopf, S. Gewinner, H. Junkes et al. // Advances in X-ray Free-Electron Lasers Instrumentation III / Ed. by S. G. Biedron; International Society for Optics and Photonics. Vol. 9512. SPIE, 2015. P. 95121L. URL: https://doi.org/10.1117/12.2182284.

[122] The Novosibirsk Free Electron Laser - Unique Source of Terahertz and Infrared Coherent Radiation / O. Shevchenko, V. Arbuzov, N. Vinokurov et al. // Physics Procedia. 2016. Vol. 84. P. 13-18. Proceedings of the International Conference "Synchrotron and Free electron laser Radiation: generation and application"(SFR-2016), July 4-7, 2016, Novosibirsk, Russia. URL: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1875389216302991.

[123] Prospects of a terahertz free-electron laser for field application / Y. U. Jeong, K.-H. Jang, S. Bae et al. // Journal of the Korean Physical Society. 2022. Vol. 80, no. 5. P. 367-376. URL: https://doi.org/10.1007/s40042-022-00428-8.

[124] Intense terahertz pulses from SLAC electron beams using coherent transition radiation / Z. Wu, A. S. Fisher, J. Goodfellow et al. // Review of Scientific Instruments. 2013. Vol. 84, no. 2. P. 022701. URL: https://doi.org/10.1063/L4790427.

[125] Generation of high-power sub-single-cycle 500-fs electromagnetic pulses / D. You, R. R. Jones, P. H. Bucksbaum et al. // Opt. Lett. 1993. Vol. 18, no. 4. P. 290-292. URL: https://opg.optica.org/ol/abstract.cfm?URI=ol-18-4-290.

[126] Zhang Y., Li K., Zhao H. Intense terahertz radiation: generation and application // Frontiers of Optoelectronics. 2021. Vol. 14, no. 1. P. 4-36. URL: https://doi.org/10.1007/sl2200-020-1052-9.

[127] Boyd R., Prato D. Nonlinear Optics. Elsevier Science, 2008.

[128] Generation of 0.9-mJ THz pulses in DSTMS pumped by a Cr:Mg2Si04 laser / C. Vicario, A. V. Ovchinnikov, S. I. Ashitkov et al. // Opt. Lett. 2014. Vol. 39, no. 23. P. 6632-6635. URL: https://opg.optica.org/ol/abstract.cfm?URI=ol-39-23-6632.

[129] Efficient generation of THz pulses with 0.4 mJ energy / J. A. Fiilop, Z. 011-mann, C. Lombosi et al. // Opt. Express. 2014. Vol. 22, no. 17. P. 20155-20163. URL: https://opg.optica.org/oe/abstract.cfm?URI=oe-22-17-20155.

[130] Efficient terahertz wave generation from GaP crystals pumped by chirp-controlled pulses from femtosecond photonic crystal fiber amplifier / J. Li, L. Chai, J. Shi et al. // Applied Physics Letters. 2014. Vol. 104, no. 3. P. 031117. URL: https://doi.org/10.1063/L4862270.

[131] Generation of Intense Few-Cycle Terahertz Radiation in Organic Crystals Pumped by 1.24-^m Multigigawatt Chirped Laser Pulses / B. V. Rumiantsev, A. V. Pushkin, D. Z. Suleimanova [h ^p.] // JETP Letters. 2023. T. 117, № 8. C. 566-573. URL: https://doi.org/10.1134/S0021364023600416.

[132] High conversion efficiency, high energy terahertz pulses by optical rectification in cryogenically cooled lithium niobate / S.-W. Huang, E. Granados, W. R. Huang et al. // Opt. Lett. 2013. Vol. 38, no. 5. P. 796-798. URL: https://opg.optica.org/ol/abstract.cfm?URI=ol-38-5-796.

[133] Terahertz emission from ultrafast ionizing air in symmetry-broken laser fields / K. Y. Kim, J. H. Glownia, A. J. Taylor et al. // Opt. Express. 2007. Vol. 15, no. 8. P. 4577-4584. URL: https://opg.optica.org/oe/abstract.cfm?URI=oe-15-8-4577.

[134] THz generation by optical Cherenkov emission from ionizing two-color laser pulses / L. A. Johnson, J. P. Palastro, T. M. Anton-sen et al. // Phys. Rev. A. 2013. Vol. 88. P. 063804. URL: https://link.aps.org/doi/10.1103/PhysRevA.88.063804.

[135] Two-Color Laser-Plasma Generation of Terahertz Radiation Using a Frequency-Tunable Half Harmonic of a Femtosecond Pulse / N. V. Vveden-skii, A. I. Korytin, V. A. Kostin et al. // Phys. Rev. Lett. 2014. Vol. 112. P. 055004. URL: https://link.aps.org/doi/10.1103/PhysRevLett.112.055004.

[136] Andreev A. V., Stremoukhov S. Y. Terahertz-radiation generation in the ionization-free regime of light-atom interaction // Phys. Rev. A. 2013. Vol. 87. P. 053416. URL: https://link.aps.org/doi/10.1103/PhysRevA.87.053416.

[137] Popruzhenko S. V., Tulsky V. A. Control of terahertz photoelectron currents generated by intense two-color laser radiation interacting with atoms // Phys. Rev. A. 2015. Vol. 92. P. 033414. URL: https://link.aps.org/doi/10.1103/PhysRevA.92.033414.

[138] Coherent control of terahertz supercontinuum generation in ultrafast lasergas interactions / K. Y. Kim, A. J. Taylor, J. H. Glownia et al. // Nature Photonics. 2008. Vol. 2, no. 10. P. 605-609. URL: https://doi.org/10.1038/nphoton.2008.153.

[139] Generation of scalable terahertz radiation from cylindrically focused two-color laser pulses in air / D. Kuk, Y. J. Yoo, E. W. Rosenthal et al. // Applied Physics Letters. 2016. Vol. 108, no. 12. P. 121106. URL: https://doi.org/10.1063/L4944843.

[140] Improved terahertz two-color plasma sources pumped by high intensity laser beam / F. Blanchard, G. Sharma, X. Ropagnol et al. // Opt. Express. 2009. Vol. 17, no. 8. P. 6044-6052. URL: https://opg.optica.org/oe/abstract.cfm?URI=oe-17-8-6044.

[141] Rodriguez G., Dakovski G. L. Scaling behavior of ultrafast two-color terahertz generation in plasma gas targets: energy and pressure dependence // Opt. Express. 2010. Vol. 18, no. 14. P. 15130-15143. URL: https://opg.optica.org/oe/abstract.cfm?URI=oe-18-14-15130.

[142] Wavelength Scaling of Terahertz Generation by Gas Ionization / M. Clerici, M. Peccianti, B. E. Schmidt et al. // Phys. Rev. Lett. 2013. Vol. 110. P. 253901. URL: https://link.aps.org/doi/10.1103/PhysRevLett.110.253901.

[143] Couairon A., Mysyrowicz A. Femtosecond filamentation in transparent media // Physics Reports. 2007. Vol. 441, no. 2. P. 47-189. URL: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S037015730700021X.

[144] Energy deposition dynamics of femtosecond pulses in water / S. Minardi, C. Milian, D. Majus et al. // Applied Physics Letters. 2014. Vol. 105, no. 22. P. 224104. URL: https://doi.org/10.1063/L4903759.

[145] Highly efficient broadband terahertz generation from ultrashort laser filamentation in liquids / I. Dey, K. Jana, V. Y. Fedorov et al. // Nature Communications. 2017. Vol. 8, no. 1. P. 1184. URL: https://doi.org/10.1038/s41467-017-01382-x.

[146] Liao G.-Q., Li Y.-T. Review of Intense Terahertz Radiation from Relativistic Laser-Produced Plasmas // IEEE Transactions on Plasma Science. 2019. Vol. 47, no. 6. P. 3002-3008.

[147] Multimillijoule coherent terahertz bursts from picosecond laser-irradiated metal foils / G. Liao, Y. Li, H. Liu et al. // Proceedings of the National Academy of Sciences. 2019. Vol. 116, no. 10. P. 39943999. Publisher: Proceedings of the National Academy of Sciences. URL: https://www.pnas.org/doi/full/10.1073/pnas.1815256116.

[148] Observation of energetic terahertz pulses from relativistic solid density plasmas / A. Gopal, T. May, S. Herzer et al. // New Journal of Physics. 2012. Vol. 14, no. 8. P. 083012. URL: https://dx.doi.org/10.1088/1367-2630/14/8/083012.

[149] Observation of Gigawatt-Class THz Pulses from a Compact Laser-Driven Particle Accelerator / A. Gopal, S. Herzer, A. Schmidt et al. // Phys. Rev. Lett. 2013. Vol. 111. P. 074802. URL: https://link.aps.org/doi/10.1103/PhysRevLett.lll.074802.

[150] Demonstration of Coherent Terahertz Transition Radiation from Relativistic Laser-Solid Interactions / G.-Q. Liao, Y.-T. Li, Y.-H. Zhang et al. // Phys. Rev. Lett. 2016. Vol. 116. P. 205003. URL: https://link.aps.org/doi/10.1103/PhysRevLett.116.205003.

[151] Highly efficient terahertz radiation from a thin foil irradiated by a high-contrast laser pulse / Z. Jin, H. B. Zhuo, T. Nakazawa et al. // Phys. Rev. E. 2016. Vol. 94. P. 033206. URL: https://link.aps.org/doi/10.1103/PhysRevE.94.033206.

[152] Терагерцевое излучение при лазерно-инициируемом разделении зарядов в облучаемой плазменной мишени / А. С. Куратов, А. В. Брантов, Ю. М. Алиев [и др.] // Квантовая электроника. 2016. Т. 46, № 11. С. 1023-1030. URL: https://www.mathnet.ru/rus/qel6503.

[153] An investigation on THz yield from laser-produced solid density plasmas at relativistic laser intensities / S. Herzer, A. Woldegeorgis, J. Polz et al. // New Journal of Physics. 2018. Vol. 20, no. 6. P. 063019. URL: https://dx.doi.org/10.1088/1367-2630/aaada0.

[154] Investigating the influence of incident laser wavelength and polarization on particle acceleration and terahertz generation / A. H. Woldegeorgis, B. Beleites, F. Ronneberger et al. // Phys. Rev. E. 2018. Vol. 98. P. 061201. URL: https://link.aps.org/doi/10.1103/PhysRevE.98.061201.

[155] Spatiotemporal visualization of the terahertz emission during highpower laser-matter interaction / A. Gopal, A. Woldegeorgis, S. Herz-

er et al. // Phys. Rev. E. 2019. Vol. 100. P. 053203. URL: https://link.aps.org/doi/10.1103/PliysRevE.100.053203.

[156] Modeling terahertz emission from the target rear side during intense laser-solid interactions / A. Woldegeorgis, S. Herzer, M. Almassarani et al. // Phys. Rev. E. 2019. Vol. 100. P. 053204. URL: https://link.aps.org/doi/10.1103/PhysRevE.100.053204.

[157] Towards Terawatt-Scale Spectrally Tunable Terahertz Pulses via Relativists Laser-Foil Interactions / G.-Q. Liao, H. Liu, G. G. Scott et al. // Phys. Rev. X. 2020. Vol. 10. P. 031062. URL: https://link.aps.org/doi/10.1103/PhysRevX.10.031062.

[158] Li Z.-c., Zheng J. Terahertz radiation from a wire target irradiated by an ultraintense laser pulse // Physics of Plasmas. 2007. Vol. 14, no. 5. P. 054505. URL: https://doi.org/10.1063/L2734945.

[159] Strong sub-terahertz surface waves generated on a metal wire by high-intensity laser pulses / S. Tokita, S. Sakabe, T. Nagashima et al. // Scientific Reports. 2015. Vol. 5, no. 1. P. 8268. URL: https://doi.org/10.1038/srep08268.

[160] Terahertz generation from laser-driven ultrafast current propagation along a wire target / H. B. Zhuo, S. J. Zhang, X. H. Li et al. // Phys. Rev. E. 2017. Vol. 95. P. 013201. URL: https://link.aps.org/doi/10.1103/PhysRevE.95.013201.

[161] Femtosecond-laser-driven wire-guided helical undulator for intense terahertz radiation / Y. Tian, J. Liu, Y. Bai et al. // Nature Photonics. 2017. Vol. 11, no. 4. P. 242-246. URL: https://doi.org/10.1038/nphoton.2017.16.

[162] Nakajima K. Novel efficient THz undulator using a laser-driven wire // Light: Science & Applications. 2017. Vol. 6, no. 5. P. el7063-el7063. URL: https://doi.org/10.1038/lsa.2017.63.

[163] Half-cycle terahertz surface waves with MV/cm field strengths generated on metal wires / K. Teramoto, S. Tokita, T. Terao et al. // Applied Physics Letters. 2018. Vol. 113, no. 5. P. 051101. URL: https://doi.org/10.1063/L5031873.

[164] Guiding and emission of milijoule single-cycle THz pulse from laser-driven wire-like targets / Y. Zeng, C. Zhou, L. Song et al. // Opt. Express. 2020. Vol. 28, no. 10. P. 15258-15267. URL: https://opg.optica.org/oe/abstract.cfm?URI=oe-28-10-15258.

[165] Towards High-Repetition-Rate Intense Terahertz Source With Metal Wire-Based Plasma / D. Zhang, Y. Bai, Y. Zeng et al. // IEEE Photonics Journal. 2022. Vol. 14, no. 1. P. 1-5.

[166] Coherent surface plasmon polariton amplification via free-electron pumping /

D. Zhang, Y. Zeng, Y. Bai et al. // Nature. 2022. Vol. 611, no. 7934. P. 55-60. URL: https://doi.org/10.1038/s41586-022-05239-2.

[167] Korneev P., d'Humieres E., Tikhonchuk V. Gigagauss-scale quasistatic magnetic field generation in a snail-shaped target // Phys. Rev. E. 2015. Vol. 91. P. 043107. URL: https://link.aps.org/doi/10.1103/PhysRevE.91.043107.

[168] A Review of Feasible Applications of THz Waves in Medical Diagnostics and Treatments: Feasible Applications of THz Waves in Medicine / T. Amini, F. Jahangiri, Z. Ameri et al. // Journal of Lasers in Medical Sciences. 2021. Vol. 12. P. e92. URL: https://journals.sbmu.ac.ir/jlms/article/view/35612.

[169] Terahertz radiation and the skin: a review / A. I. Nikitkina, P. Bikmulina,

E. R. Gafarova et al. // Journal of Biomedical Optics. 2021. Vol. 26, no. 4. P. 043005. URL: https://doi.Org/10.1117/l.JBO.26.4.043005.

[170] Biomedical terahertz imaging with a quantum cascade laser / S. M. Kim,

F. Hatami, J. S. Harris et al. // Applied Physics Letters. 2006. Vol. 88, no. 15. P. 153903. URL: https://doi.org/10.1063/L2194229.

[171] The potential of terahertz imaging for cancer diagnosis: A review of investigations to date / C. Yu, S. Fan, Y. Sun et al. // Quantitative Imaging in Medicine and Surgery. 2012. Vol. 2, no. 1. URL: https: / / qims.amegroups.org/article/view/106.

[172] Terahertz Imaging and Spectroscopy in Cancer Diagnostics: A Technical Review / Y. Peng, C. Shi, X. Wu et al. // BME Frontiers. 2020. Vol. 2020. P. 2547609. URL: https://spj.science.org/doi/abs/10.34133/2020/2547609.

[173] Vafapour Z., Keshavarz A., Ghahraloud H. The potential of terahertz sensing for cancer diagnosis // Heliyon. 2020. Vol. 6, no. 12. P. e05623. URL: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S240584402032466X.

[174] Real time THz imaging^opportunities and challenges for skin cancer detection / H. Lindley-Hatcher, R. I. Stantchev, X. Chen et al. // Applied Physics Letters. 2021. Vol. 118, no. 23. P. 230501. URL: https://doi.Org/10.1063/5.0055259.

[175] Terahertz molecular resonance of cancer DNA / H. Cheon, H.-j. Yang, S.-H. Lee et al. // Scientific Reports. 2016. Vol. 6, no. 1. P. 37103. URL: https://doi.org/10.1038/srep37103.

[176] Son J.-H., Oh S. J., Cheon H. Potential clinical applications of terahertz radiation // Journal of Applied Physics. 2019. Vol. 125, no. 19. P. 190901. URL: https://doi.org/10.1063/L5080205.

[177] Effective demethylation of melanoma cells using terahertz radiation / H. Cheon, H.-J. Yang, M. Choi et al. // Biomed. Opt. Express. 2019. Vol. 10, no. 10. P. 4931-4941. URL: https://opg.optica.org/boe/abstract.cfm?URI=boe-10-10-4931.

[178] Son J.-H., Cheon H. Toward cancer treatment using terahertz radiation: demethylation of cancer cells // Next-Generation Spectroscopic Technologies XIII / Ed. by L. T. Profeta, A. K. Azad, S. M. Barnett; International Society for Optics and Photonics. Vol. 11390. SPIE, 2020. P. 1139002. URL: https://doi.org/10.1117/12.2557655.

[179] Non-destructive terahertz imaging of illicit drugs using spectral fingerprints / K. Kawase, Y. Ogawa, Y. Watanabe et al. // Opt. Express. 2003. Vol. 11, no. 20. P. 2549-2554. URL: https://opg.optica.org/oe/abstract.cfm?URI=oe-11-20-2549.

[180] Real-time imaging using a 4.3-THz quantum cascade laser and a 320 /spl times/ 240 microbolometer focal-plane array / A. Lee, B. Williams, S. Kumar et al. // IEEE Photonics Technology Letters. 2006. Vol. 18, no. 13. P. 14151417.

[181] Mittleman D., Jacobsen R., Nuss M. T-ray imaging // IEEE Journal of Selected Topics in Quantum Electronics. 1996. Vol. 2, no. 3. P. 679-692.

[182] Nondestructive defect identification with terahertz time-of-flight tomography /

H. Zhong, J. Xu, X. Xie et al. // IEEE Sensors Journal. 2005. Vol. 5, no. 2. P. 203-208.

[183] Matter manipulation with extreme terahertz light: Progress in the enabling THz technology / P. Salen, M. Basini, S. Bonetti et al. // Physics Reports. 2019. Vol. 836-837. P. 1-74. URL: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0370157319302649.

[184] Federici J., Moeller L. Review of terahertz and subterahertz wireless communications // Journal of Applied Physics. 2010. Vol. 107, no. 11. P. 111101. URL: https://doi.org/10.1063/L3386413.

[185] Kleine-Ostmann T., Nagatsuma T. A Review on Terahertz Communications Research // Journal of Infrared, Millimeter, and Terahertz Waves. 2011. Vol. 32, no. 2. P. 143-171. URL: https://doi.org/10.1007/sl0762-010-9758-

I.

[186] Molecular Orientation and Alignment by Intense Single-Cycle THz Pulses / S. Fleischer, Y. Zhou, R. W. Field et al. // Phys. Rev. Lett. 2011. Vol. 107. P. 163603. URL: https://link.aps.org/doi/10.1103/PhysRevLett.107.163603.

[187] Lapert M., Sugny D. Field-free molecular orientation by terahertz laser pulses at high temperature // Phys. Rev. A. 2012. Vol. 85. P. 063418. URL: https://link.aps.org/doi/10.1103/PhysRevA.85.063418.

[188] Field-Free Molecular Orientation Induced by a Single-Cycle THz Laser Pulse Train / X.-M. Zhang, J. Li, J. Yu et al. // Communications in Computational Physics. 2016. Vol. 20, no. 3. P. 689-702.

[189] Identification of ores and gems using THz polarization information / Z. Yu, Y. Cui, X. Wang et al. // Infrared, Millimeter Wave, and Terahertz Technologies / Ed. by C. Zhang, X.-C. Zhang, P. H. Siegel et al.; International Society for Optics and Photonics. Vol. 7854. SPIE, 2010. P. 78541U. URL: https://doi.org/10.1117/12.870541.

[190] Terahertz polarization and chirality sensing for amino acid solution based on chiral metasurface sensor / Z. Zhang, C. Zhong, F. Fan et al. // Sensors and Actuators B: Chemical. 2021. Vol. 330. P. 129315. URL: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0925400520316555.

[191] The 2023 terahertz science and technology roadmap / A. Leitenstor-fer, A. S. Moskalenko, T. Kampfrath et al. // Journal of Physics D: Applied Physics. 2023. Vol. 56, no. 22. P. 223001. URL: https://dx.doi.org/10.1088/1361-6463/acbe4c.

[192] Kampfrath T., Tanaka K., Nelson K. A. Resonant and nonresonant control over matter and light by intense terahertz transients // Nature Photonics. 2013. Vol. 7, no. 9. P. 680-690. URL: https://doi.org/10.1038/nphoton.2013.184.

[193] Salamin Y. I. Electron acceleration in vacuum by a linearly-polarized ultra-short tightly-focused THz pulse / / Physics Letters A. 2017. Vol. 381, no. 35. P. 3010-3013. URL: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S037596011730659X.

[194] Cascaded Multicycle Terahertz-Driven Ultrafast Electron Acceleration and Manipulation / D. Zhang, M. Fakhari, H. Cankaya et al. // Phys. Rev. X. 2020. Vol. 10. P. 011067. URL: https://link.aps.org/doi/10.1103/PhysRevX.10.011067.

[195] Tang H., Zhao L., Zou X. Stable and scalable two-stage terahertz-driven particle accelerator // 2021 46th International Conference on Infrared, Millimeter and Terahertz Waves (IRMMW-THz). 2021. P. 1-2.

[196] Long range terahertz driven electron acceleration using phase shifters / D. Zhang, Y. Zeng, M. Fakhari et al. // Applied Physics Reviews. 2022. Vol. 9, no. 3. P. 031407. URL: https://doi.Org/10.1063/5.0096685.

[197] Generation of terahertz pulses with arbitrary elliptical polarization / N. Amer, W. C. Hurlbut, B. J. Norton et al. // Applied Physics Letters. 2005. Vol. 87, no. 22. P. 221111. URL: https://doi.org/10.1063/L2138351.

[198] Mosley C. D. W. Enhanced Polarisation Control and Extreme Electric Fields: Advances in Terahertz Spectroscopy Applied to Anisotropic Materials and Magnetic Phase Transitions. Springer Theses. Cham: Springer International Publishing, 2021. URL: http://link.springer.com/10.1007/978-3-030-66902-7.

[199] Spatio-temporal control of THz emission / H.-h. Huang, S. Juodkazis, E. G. Gamaly et al. // Communications Physics. 2022. Vol. 5, no. 1. P. 134. URL: https://doi.org/10.1038/s42005-022-00914-2.

[200] Tunable Circularly Polarized Terahertz Radiation from Magnetized Gas Plasma / W.-M. Wang, P. Gibbon, Z.-M. Sheng et al. // Phys. Rev. Lett. 2015. Vol. 114. P. 253901. URL: https://link.aps.org/doi/10.1103/PhysRevLett.114.253901.

[201] Lu X., Zhang X.-C. Generation of Elliptically Polarized Terahertz Waves from Laser-Induced Plasma with Double Helix Electrodes // Phys. Rev. Lett. 2012. Vol. 108. P. 123903. URL: https://link.aps.org/doi/10.1103/PhysRevLett.108.123903.

[202] Enhance terahertz radiation and its polarization- control with two paralleled filaments pumped by two-color femtosecond laser fields / Q. Song, X. Yuan, S. Hu et al. // Opt. Express. 2021. Vol. 29, no. 14. P. 22659-22666. URL: https://opg.optica.org/oe/abstract.cfm?URI=oe-29-14-22659.

[203] Polarization-controlled terahertz generation by bicircular longer-wavelength laser fields / G.-L. Wang, H.-X. Qi, Y.-N. Li et al. //J. Opt. Soc. Am. B. 2022. Vol. 39, no. 5. P. 1370-1377. URL: https://opg.optica.org/josab/abstract.cfm?URI=josab-39-5-1370.

[204] Chen F. F. et al. Introduction to plasma physics and controlled fusion. Springer, 1984. Vol. 1.

[205] Smilei : A collaborative, open-source, multi-purpose particle-in-cell code for plasma simulation / J. Dérouillât, A. Beck, F. Pérez et al. // Computer Physics Communications. 2018. Vol. 222. P. 351-373. URL: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0010465517303314.

[206] Taflove A., Hagness S. C., Piket-May M. 9 - Computational Electromagnetics: The Finite-Difference Time-Domain Method / / The Electrical Engineering Handbook / Ed. by W.K. Chen. Burlington: Academic Press, 2005. P. 629-670. URL: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/B9780121709600500463.

[207] Maxwell solvers for the simulations of the laser-matter interaction / R. Nuter, M. Grech, P. Gonzalez de Alaiza Martinez et al. // The European Physical Journal D. 2014. Vol. 68, no. 6. P. 177. URL: https://doi.org/10.1140/epjd/e2014-50162-y.

[208] Yee K. Numerical solution of initial boundary value problems involving maxwell's equations in isotropic media // IEEE Transactions on Antennas and Propagation. 1966. Vol. 14, no. 3. P. 302-307.

[209] Курант P., Фридрихе К., Леви Г. О разностных уравнениях математической физики // УМН. 1941. С. 125-160.

[210] Improved modeling of relativistic collisions and collisional ionization in particle-in-cell codes / F. Perez, L. Gremillet, A. Decoster et al. // Physics of Plasmas. 2012. Vol. 19, no. 8. P. 083104. URL: https://doi.org/10.1063/L4742167.

[211] Perelomov A., Popov V., Terent'ev M. Ionization of atoms in an alternating electric field // Sov. Phys. JETP. 1966. Vol. 23, no. 5. P. 924-934.

[212] Perelomov A., Popov V., Terent'ev M. Ionization of atoms in an alternating electric field: II // Sov. Phys. JETP. 1967. Vol. 24, no. 1. P. 207-217.

[213] Ammosov M. V., Delone N. В., Krainov V. P. Tunnel ionization of complex atoms and of atomic ions in an alternating electromagnetic field // JETP. 1986. Vol. 64, no. 6. P. 1191-1194. URL: http://jetp.ras.ru/cgi-bin/г index r/91 /6 p2008?a list.

[214] Field ionization model implemented in Particle In Cell code and applied to laser-accelerated carbon ions / R. Nuter, L. Gremillet, E. Lefebvre et al. // Physics of Plasmas. 2011. Vol. 18, no. 3. P. 033107. URL: https://doi.org/10.1063/L3559494.

[215] Energetic proton generation in ultra-intense laser-solid interactions / S. C. Wilks, A. B. Langdon, Т. E. Cowan et al. // Physics of Plasmas. 2001. Vol. 8, no. 2. P. 542-549. URL: https://doi.org/10.1063/L1333697.

[216] Commissioning and early experiments of the PHELIX facility / V. Bagnoud, B. Aurand, A. Blazevic et al. // Applied Physics B. 2010. Vol. 100, no. 1. P. 137-150. URL: https://doi.org/10.1007/s00340-009-3855-7.

[217] Whispering Gallery Effect in Relativistic Optics / Y. Abe, K. F. F. Law, P. Korneev et al. // JETP Letters. 2018. Vol. 107, no. 6. P. 351-354. URL: https://doi.org/10.1134/S0021364018060012.

[218] Sentoku Y., Kemp A. Numerical methods for particle simulations at extreme densities and temperatures: Weighted particles, relativistic collisions and reduced currents / / Journal of Computational Physics. 2008. Vol. 227, no. 14. P. 6846-6861. URL: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0021999108001988.

[219] XCELS - Международный центр исследований экстремальных световых полей / Е. А. Хазанов, А. А. Шайкин, И. Ю. Костюков [и др.] // Квантовая электроника. 2023. Т. 53, № 2. С. 95-122. URL: https: / / www.mathnet.ru / rus / qel8220.

[220] The magnetic field in the X-ray corona of Cygnus X-l / M. Del Santo, J. Malzac, R. Belmont et al. // Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. 2013. Vol. 430, no. 1. P. 209-220. URL: https: / / doi.org 10.1093/ mnras / sts574.

[221] Radiochromic film imaging spectroscopy of laser-accelerated proton beams / F. Nürnberg, M. Schollmeier, E. Brambrink et al. // Review of Scientific Instruments. 2009. Vol. 80, no. 3. P. 033301. URL: https://doi.org/10.1063/L3086424.

[222] The elements of statistical learning: data mining, inference, and prediction / T. Hastie, R. Tibshirani, J. H. Friedman et al. Springer, 2009. Vol. 2.

[223] Kuhn M., Johnson K. et al. Applied predictive modeling. Springer, 2013. Vol. 26.

[224] Convolutional neural networks: an overview and application in radiology / R. Yamashita, M. Nishio, R. K. G. Do et al. // Insights into Imaging. 2018. Vol. 9, no. 4. P. 611-629. URL: https://doi.org/10.1007/sl3244-018-0639-9.

[225] LeCun Y., Bengio Y., Hinton G. Deep learning // Nature. 2015. Vol. 521, no. 7553. P. 436-444. URL: https://doi.org/10.1038/naturel4539.

[226] Kingma D. P., Ba J. Adam: A Method for Stochastic Optimization. 2017.

[227] Liashchynskyi P., Liashchynskyi P. Grid Search, Random Search, Genetic Algorithm: A Big Comparison for NAS. 2019.

[228] Petawatt and exawatt class lasers worldwide / C. N. Danson, C. Haefner, J. Bromage et al. // High Power Laser Science and Engineering. 2019. Vol. 7. P. e54.

[229] Ultrafast target charging due to polarization triggered by laser-accelerated electrons / A. V. Brantov, A. S. Kuratov, Y. M. Aliev et al. // Phys. Rev. E. 2020. Vol. 102. P. 021202. URL: https://link.aps.org/doi/10.1103/PhysRevE.102.021202.

[230] Focusing and transport of high-intensity multi-MeV proton bunches from a compact laser-driven source / S. Busold, D. Schumacher, O. Deppert et al. // Phys. Rev. ST Accel. Beams. 2013. Vol. 16. P. 101302. URL: https://link.aps.org/doi/10.1103/PhysRevSTAB.16.101302.

[231] Focusing of multi-MeV, subnanosecond proton bunches from a laser-driven source / J. Dostal, D. Schumacher, C. Brabetz et al. // Phys. Rev. Accel. Beams. 2019. Vol. 22. P. 011301. URL: https://link.aps.org/doi/10.1103/PhysRevAccelBeams.22.011301.

[232] Boris J. P. et al. Relativistic plasma simulation-optimization of a hybrid code // Proc. Fourth Conf. Num. Sim. Plasmas. 1970. P. 3-67.

[233] Invited Article: Relation between electric and magnetic field structures and their proton-beam images / N. L. Kugland, D. D. Ryutov, C. Plechaty et al. // Review of Scientific Instruments. 2012. Vol. 83, no. 10. P. 101301. URL: https://doi.org/10.1063/L4750234.

[234] Absorption of ultra-intense laser pulses / S. C. Wilks, W. L. Kruer, M. Tabak et al. // Phys. Rev. Lett. 1992. Vol. 69. P. 1383-1386. URL: https://link.aps.org/doi/10.1103/PhysRevLett.69.1383.

[235] Optical generation of quasi-stationary plasma electromagnetic structures for particle collimation with PetaWatt picosecond laser / P. Korneev, N. Bukharskii, I. Kochetkov et al. // arXiv preprint arXiv:2304.07816. 2023.

[236] Multi-MeV Proton Source Investigations in Ultraintense Laser-Foil Interactions / M. Borghesi, A. J. Mackinnon, D. H. Campbell et al. // Phys. Rev. Lett. 2004. Vol. 92. P. 055003. URL: https://link.aps.org/doi/10.1103/PhysRevLett.92.055003.

[237] Laser acceleration of quasi-monoenergetic MeV ion beams / B. M. Hegelich, B. J. Albright, J. Cobble et al. // Nature. 2006. Vol. 439, no. 7075. P. 441-444. URL: https://doi.org/10.1038/nature04400.

[238] Laser-plasma acceleration of quasi-monoenergetic protons from microstruc-tured targets / H. Schwoerer, S. Pfotenhauer, O. Jäckel et al. // Nature. 2006. Vol. 439, no. 7075. P. 445-448. URL: https://doi.org/10.1038/nature04492.

[239] Quasimonoenergetic Deuteron Bursts Produced by Ultraintense Laser Pulses / S. Ter-Avetisyan, M. Schnürer, P. V. Nickles et al. // Phys. Rev. Lett. 2006. Vol. 96. P. 145006. URL: https://link.aps.org/doi/10.1103/PhysRevLett.96.145006.

[240] Van Rossum G., Drake F. L. Python 3 Reference Manual. Scotts Valley, CA: CreateSpace, 2009.

[241] Array programming with NumPy / C. R. Harris, K. J. Millman, S. J. van der Walt et al. // Nature. 2020. Vol. 585, no. 7825. P. 357-362. URL: https://doi.org/10.1038/s41586-020-2649-2.

[242] Lam S. K., Pitrou A., Seibert S. Numba: a LLVM-based Python JIT compiler // Proceedings of the Second Workshop on the LLVM Compiler Infrastructure in HPC. LLVM '15. New York, NY, USA: Association for Computing Machinery, 2015. 6 p. URL: https://doi.org/10.1145/2833157.2833162.

[243] Ландау Л. Д., Лифшиц Е. М. Теоретическая физика. Том 2. Теория поля. Москва: Издательство «Наука», 1988.

[244] High-energy hybrid femtosecond laser system demonstrating 2 x 10 PW capability / F. bureau, G. Matras, O. Chalus et al. // High Power Laser Science and Engineering. 2020. Vol. 8. P. e43.

[245] Collimated Fast Electron Emission from Long Wires Irradiated by Intense Femtosecond Laser Pulses / S. Tokita, K. Otani, T. Nisho-ji et al. // Phys. Rev. Lett. 2011. Vol. 106. P. 255001. URL: https://link.aps.org/doi/10.1103/PhysRevLett.106.255001.

[246] Divergence-Free Transport of Laser-Produced Fast Electrons Along a Meter-Long Wire Target / H. Nakajima, S. Tokita, S. Inoue et al. // Phys. Rev. Lett. 2013. Vol. 110. P. 155001. URL: https://link.aps.org/doi/10.1103/PhysRevLett.110.155001.