Search for content and authors
 

Krótkofalowe lasery na swobodnych elektronach - oddziaływanie impulsów z materią stałą

Ryszard Sobierajski 

Instytut Fizyki PAN, Al. Lotnikow 32/46, Warszawa 02668, Poland

Abstract

Najbardziej dzisiaj zaawansowanymi źródłami krótkofalowego promieniowania synchrotronowego, tzw. IV generacji są lasery na swobodnych elektronach (FEL) oparte na zasadzie SASE (Self-Amplified Spontaneous Emission).Generują one femtosekundowe impulsy o szczytowej mocy przekraczającej 1 GW promieniowania monochromatycznego w zakresie widmowym od tzw. skrajnego ultrafioletu (EUV) do miękkiego promieniowania rentgenowskiego (SX). Ta szczególna kombinacja parametrów stwarza wyjątkowe możliwości wytwarzania ekstremalnych stanów materii oraz badania struktury materii i dynamiki procesów fizycznych.

Uzyskiwane maksymalne natężenie promieniowania, o maksymalnej wartości rzędu 1018W/cm2, wielokrotnie przekracza wartości osiągane za pomocą innych monochromatycznych źródeł rentgenowskich. Pozwala to na wzbudzanie próbki poprzez punkty przemian fazowych nawet do stanu tzw. ciepłej gęstej plazmy. Ponieważ czas trwania impulsów – rzędu femtosekund - jest krótszy od stałych czasowych większości procesów związanych ze zmianą struktury atomowej i transportem energii, można jasno je oddzielić od procesów związanych z absorpcją promieniowania.. Wysoka energia fotonów (w zakresie EUV-SX) pozwala na uniknięcie nieliniowości (np. efektów wielofotonowych) w procesie absorpcji, co znacznie upraszcza modelowanie zjawisk fizycznych. Dzięki temu możliwe jest systematyczne badanie zarówno zmian strukturalnych materiałów jak i ich parametrów optoelektronicznych z niespotykaną dotąd rozdzielczością czasową i przestrzenną.

Tematem wykładu jest oddziaływanie silnych, ultrakrótkich impulsów z zakresu od skrajnego nadfioletu do miękkiego promieniowania rentgenowskiego z materią stałą. W pierwszej części wykładu przedstawiona zostanie zasada działania krótkofalowych laserów na swobodnych elektronach oraz główne parametry promieniowania istniejących i budowanych źródeł tego typu. Następnie zaprezentowane zostaną wyniki badań doświadczalnych, wykonanych z udziałem autora, dotyczących zmian parametrów optoelektronicznych oraz zmian strukturalnych w wyniku naświetlenia ciał stałych impulsami ze źródeł VUV FEL (Japonia), FLASH (Niemcy), oraz LCLS (USA).

 

Legal notice
  • Legal notice:
 

Related papers

Presentation: Invited oral at IX Krajowe Sympozjum Użytkowników Promieniowania Synchrotronowego, by Ryszard Sobierajski
See On-line Journal of IX Krajowe Sympozjum Użytkowników Promieniowania Synchrotronowego

Submitted: 2011-07-24 22:59
Revised:   2011-09-13 17:12