International Colloquium on X-ray Lasers / Colloque International sur les Lasers Rayons X

J. Phys. Colloques 47 (1986) C6-345-C6-350
DOI: 10.1051/jphyscol:1986643

CALCULATION OF POPULATION INVERSIONS IN RECOMBINING LASER-PRODUCED ALUMINIUM PLASMAS

A. KLISNICK¹, H. GUENNOU¹ et J. VIRMONT<sup>2

1</sup>  Laboratoire de Spectroscopie Atomique et Ionique, Bât. 350, Université Paris-Sud, F-91405 Orsay Cedex, France and GRECO Interaction Laser-Matière, Ecole Polytechnique, F-91128 Palaiseau Cedex, France
²  Laboratoire de Physique des Milieux Ionisés, and GRECO Interaction Laser-Matière, Ecole Polytechnique, F-91128 Palaiseau Cedex, France

Résumé
Un code numérique hydrodynamique ainsi qu'un modèle collisionnel- radiatif atomique, couplé en post-processeur, sont utilisés pour calculer des inversions de populations qui apparaissent dans les ions lithumoïdes au cours de la recombinaison de plasmas d'aluminium produits par laser. On obtient ainsi l'évolution spatiale et temporelle des inversions 5f-3d et 4f-3d dans Al¹⁰⁺ . L'étude de ces inversions, en fonction des caractéristiques du laser incident, fait ressortir un ensemble de valeurs optimales de paramètres du plasma (densité et température électroniques, abondance relative d'ions héliumoïdes et lithiumoïdes). On montre que la production de ces inversions de population nécessite une intensité laser relativement modérée (de l'ordre de 5.10¹²W /cm² ). Le rôle que jouent le refroidissement du plasma et le retard à la recombinaison des ions sur la production de ces inversions de population est mis en évidence.

Abstract
A numerical hydrodynamics code post-processed by an atomic collisional-radiative model is used to calculate population inversions which occur in lithium-like ions in recombining aluminium laser-produced plasmas. Time and spatial evolution of the 5f-3d and 4f-3d population inversions in Al¹⁰⁺ are obtained. The investigation of these inversions according to a range of incident laser parameters emphasizes a set of optimal plasma values of electron density and temperature as well as relative abundance of He-like and Li-like ions. The laser flux density range required for the production of population inversions in Al¹⁰⁺ is shown to be relatively moderate (about 5.10¹²W/cm²). The role of the cooling of the plasma and of the "frozen ionization" is emphasized.