Recent theoretical and experimental research with short-pulse, high-intensity lasers is surveyed with particular emphasis on new physical processes that occur in interactions with low- and high-density plasmas. Basic models of femtosecond laser - solid interaction are described including collisional absorption, transport, hydrodynamics, fast electron and hard x-ray generation, together with recently predicted phenomena at extreme intensities, such as gigagauss magnetic fields and induced transparency. New developments in the complementary field of nonlinear propagation in ionized gases are reviewed, including field ionization, relativistic self-focusing, wakefield generation and scattering instabilities. Applications in the areas of x-ray generation for medical and biological imaging, new coherent light sources, nonlinear wave guiding and particle acceleration are also examined.
短パルス・高強度レーザーを用いた最近の理論的および実験的研究を、低密度および高密度プラズマとの相互作用において生じる新たな物理過程に特に重点を置いて概説する。フェムト秒レーザーと固体との相互作用の基本モデルについて、衝突吸収、輸送、流体力学、高速電子および硬X線の生成を含めて記述し、さらに超高強度において最近予測された現象、例えばギガガウス磁場や誘導透明化についても述べる。イオン化気体中の非線形伝播という補完的な分野における新たな展開についても、電離、相対論的自己集束、航跡場生成、散乱不安定性を含めて概説する。さらに、医療および生物学的イメージングのためのX線生成、新しいコヒーレント光源、非線形波動ガイド、粒子加速といった応用分野についても考察する。