N 002 |
Gediminas Račiukaitis ✉ |
Elektringų dalelių greitinimas lazerinėje plazmoje silpnai difraguojančiais susieto erdvinio-laikinio skirstinio ultratrumpais lazerio impulsais |
Laser wakefield acceleration of charged particles with spatially-temporal coupled quasi-non-diffracting ultra-short laser pulses |
Temos aprašymas
Plazmos dalelių greitinimas ultratrumpų lazerio impulsais naudojamas naujų koherentinių elektronų ir Rentgeno pluoštelių šaltinių kūrimui ir taikomas femtosekundinei medžiagų diagnostikai, biomedicininiams tyrimams ir jonizuojančios spinduliuotės terapijai. Siekiant sukurti stabilius, didelio ryškio kompaktinius lazerinius jonizuojančios spinduliuotės šaltinius, būtina optimizuoti greitinimui naudojamos lazerio spinduliuotės parametrus ir juos suderinti su plazminio kanalo savybėmis. Darbe bus modeliuoji ir išbandomi laisvos formos fokusuojantys veidrodžiai, kurių forma leistų valdyti lazerio pluošto erdvinio-laikinio skirstinio charakteristikas ir suformuoti silpnai difraguojantį pluoštą su valdomu impulso sklidimo dujų čiurkšlėje greičiu. Tai padidins greitinimo nuotolį, stabilizuos greitinamų dalelių krūvį ir leis pasiekti didesnę greitinamų dalelių pluoštelio energiją, reikalingą efektyviai koherentinės Rentgeno spinduliuotės generacijai. Šiuo metu yra paskelbta tik keletas mokslinių darbų apie silpnai difraguojančių fs impulsų formavimą adaptyvinės formos paraboliniais veidrodžiais ir jais generuojamų plazmos kanalų tyrimų rezultatus. Darbų, kuriuose būtų skelbiami elektringų dalelių greitinimo su silpnai difraguojančiais derinamo sklidimo greičio femtosekundiniais impulsais rezultatai, nėra publikuota.
Theme description
The plasma wakefield acceleration utilising ultrashort laser pulses is a way to build new coherent sources of electron and X-ray beams. It is applied to femtosecond materials diagnostics, biomedical research, and ionising radiation therapy. To create stable, high-brightness compact laser sources of ionising radiation, it is necessary to optimise the parameters of the laser radiation used for acceleration and to match them with the properties of the plasma channel. The research work will include modelling and testing free-form focusing mirrors, the shape of which would allow to control of the spatial-temporal characteristics of the laser beam and form a weakly diffractive beam with a controlled pulse propagation velocity in the gas jet. The key idea is to increase the acceleration distance, stabilise the accelerated particle load, and achieve the higher energy of the accelerated particle beam required for efficient, coherent X-ray generation. Currently, only a few scientific papers have been published on the formation of weakly diffractive fs-pulses by adaptive parabolic mirrors and the results of studies of the plasma channels generated by them. Any results on the acceleration of electrical particles with weakly diffractive femtosecond pulses of the tuned propagation velocity has not been published.