Spektroskopické studium interakcí fokusovaného svazku rentgenového laseru s hmotou

Abstract

Název práce: Spektroskopické studium interakcí fokusovaného svazku rentgenového laseru s hmotou Autor: Tomáš Burian Katedra: Katedra fyziky povrchů a plazmatu Vedoucí disertační práce: Ing. Libor Juha, CSc., Oddělení radiační a chemické fyziky, Fyzikální ústav AV ČR, v.v.i. Abstrakt: Předkládaná práce se zabývá studiem a popisem dějů probíhajících během interakce intenzivních krátkovlnných laserových impulzů s hmotou a bezprostředně po ní. Pomocí emisní spektroskopie v různých spektrálních oborech a hmotové spektroskopie iontů byl zkoumán extrémní stav hmoty (horké husté laserové plazma a laserem prohřátá hustá hmota - HDM a WDM) buzený a čerpaný dvěma různými typy zdrojů koherentního záření (lasery na volných elektronech a plazmové lasery) generujícími ve spektrálních oborech od extrémní ultrafialové do rentgenové oblasti. Během těchto experimentů byl poprvé pozorován a vysvětlen jev saturované absorpce měkkého rentgenového záření v hliníkové WDM. Dále byl v takovém plazmatu zkoumán efekt snížení ionizačního potenciálu. Získaná data vykazují velmi dobrou shodu se simulacemi hustého plazmatu pomocí Eckerova-Kröllova modelu. Optická emisní spektroskopie pak podporuje představy o klíčové roli rychlých a účinných rekombinačních procesů probíhajících v ablačním výtrysku z pevné látky ozářené krátkovlnným...

Title: The spectroscopy study of focused short-wavelength laser-matter interactions Author: Tomas Burian Department: Department of Surface and Plasma Science Supervisor: Ing. Libor Juha, CSc., Department of Radiation and Chemical Physics, Institute of Physics of the Czech Academy of Sciences, Prague Abstract: This thesis is focused on processes occurring during and immediately after an interaction of intense short-wavelength laser pulses with matter. Extreme states of matter (warm dense matter - WDM and hot dense matter - HDM), induced by EUV/SXR/X-ray lasers of two kinds, i.e., free-electron lasers (FEL) and plasma-based lasers, were investigated by emission spectroscopy over various spectral ranges and mass spectroscopic techniques. Absorption/transmission experiments revealed an effect of saturable absorption of soft X-ray laser radiation in aluminium WDM. Then, an ionisation potential depression (IPD) in dense plasmas was investigated by means of X-ray emission spectroscopy. Results obtained with the X-ray FEL-produced plasma exhibit very good agreement with computer simulations considering the Ecker-Kröll model. Analysis of optical emission spectra (OES) supports the key role played by fast recombination processes in the ablation plume created by focused short-wavelength laser beams on the solid target...