Structured targets offer great control over ultra-intense laser-plasma interaction, allowing the optimization of laser-target coupling for specific applications. By means of particle-in-cell simulations we investigated three applications in particular: high-order harmonic generation (HHG) with grating targets, enhanced target coupling with multilayer targets and the generation of intense laser-driven terahertz (THz) pulses with structured targets. The irradiation of a solid grating target at the resonance angle for surface plasmon excitation enhances the HHG with respect to flat targets. Multilayer targets consisting of solid foils coated with a very low-density near-critical layer lead to a strong laser absorption and hot electron production that can improve laser-driven ion acceleration. We also explored the generation of THz radiation showing how using either gratings or multilayer targets the emission can be strongly enhanced with respect to simple flat targets.
構造化ターゲットは、超高強度レーザーとプラズマの相互作用に対して優れた制御性を提供し、特定の応用に向けたレーザーとターゲットの結合最適化を可能にする。粒子セルシミュレーションを用いて、我々は特に3つの応用について調査した：グレーティングターゲットを用いた高次高調波発生（HHG）、多層ターゲットを用いたターゲット結合の強化、および構造化ターゲットを用いた高強度レーザー駆動テラヘルツ（THz）パルスの発生である。表面プラズモン励起の共鳴角度での固体グレーティングターゲットへの照射は、平面ターゲットと比較してHHGを強化する。非常に低密度の臨界近傍層でコーティングされた固体フォイルからなる多層ターゲットは、強いレーザー吸収と高速電子生成をもたらし、レーザー駆動イオン加速を改善できる。我々はまた、グレーティングまたは多層ターゲットのいずれかを用いることで、単純な平面ターゲットと比較してテラヘルツ放射が大幅に強化されることを示すTHz発生についても調査した。