Non-equilibrium plasmas generated by pulsed laser intensities between 1010 and 1016 W cm−2 can be produced in high vacuum conditions. Thick and thin irradiated targets show non-isotropic radiation emission of photons, electrons and ions. High energetic ions, emitted along the normal to the target surface, are driven by high electric fields developed in plasma charge separation. Plasmas are characterized in terms of equivalent temperature, density, particle energy distributions and angular distribution, ion charge state distributions and the ion acceleration driving field.Plasma diagnostic methods are based mainly on time-of-flight techniques using ion collectors, SiC semiconductor detectors and ion energy analysers. Thomson parabola spectrometry, track detection and mass spectrometry give further characterizations.Investigations demonstrated that plasma properties depend strongly on the laser's characteristics, target composition and irradiation conditions. Results relative to ion and proton acceleration appear very interesting for many applications in the field of nuclear physics, matter structure, microelectronics, biology and medicine.
パルスレーザー強度が10^10から10^16 W cm^-2の範囲で生成される非平衡プラズマは、高真空中で生成することができる。厚いおよび薄い照射ターゲットは、光子、イオン、電子の非等方的な放出を示す。ターゲット表面の法線に沿って放出される高エネルギーイオンは、プラズマの電荷分離によって生じる高電界によって駆動される。プラズマは、等価温度、密度、粒子エネルギー分布、角度分布、イオン電荷状態分布、およびイオン加速駆動電界の観点から特徴づけられる。プラズマ診断法は、主にイオンコレクター、SiC半導体検出器、イオンエネルギー分析器を用いた飛行時間法に基づいている。トムソンパラボラ分光法、トラック検出法、質量分析法により、さらなる特性評価が行われる。調査により、プラズマの特性はレーザーの特性、ターゲットの組成、照射条件に強く依存することが実証された。イオンおよび陽子加速に関する結果は、核物理学、物質構造、マイクロエレクトロニクス、生物学、医学の分野における多くの応用にとって非常に興味深いものである。