Kutatóegyetemi Kiválósági Központ 1. Szuperlézer alprogram: lézerek fejlesztése, alkalmazásai felkészülés az ELI-re Dr. Varjú Katalin egyetemi docens

Méret: px

Mutatás kezdődik a ... oldaltól:

Download "Kutatóegyetemi Kiválósági Központ 1. Szuperlézer alprogram: lézerek fejlesztése, alkalmazásai felkészülés az ELI-re Dr. Varjú Katalin egyetemi docens"

Andor Varga
7 évvel ezelőtt
Látták:

1 Kutatóegyetemi 1. Szuperlézer alprogram: lézerek fejlesztése, alkalmazásai felkészülés az ELI-re Dr. Varjú Katalin egyetemi docens

Lézer = speciális fény koherens (fázisban) kicsi a

koncentrálható) rövid impulzusok formájában (időben

szemébe világítani bűncselekmény a teremben több

2 Lézer = speciális fény koherens (fázisban) kicsi a divergenciája (irányított) jól fókuszálható (térben koncentrálható) rövid impulzusok formájában (időben koncentrálható) mw teljesítményű lézerrel pilóták szemébe világítani bűncselekmény a teremben több száz Watt fényteljesítmény van, de nem féltjük a szemünket

3 Lézer múltja kényszerített emisszió

4 Lézerfizika Szegeden 1966 Ketskeméty István Bor Zsolt, Szabó Gábor, Rácz Béla, Szatmári Sándor, ben: szuperlézer alprogram

Lézertechnológia fejlődése impulzushossz rövidülése 10-11 s 10 ps 1 ps időben

5 Lézertechnológia fejlődése impulzushossz rövidülése s 10 ps 1 ps időben koncentrált 100 fs 10 fs s 1 fs Time 100 as

periódusideje 1fs 10 1as 10 elektron Bohr modell T

6 Mennyi egy femto/attoszekundum? a fény 1 s alatt km-t 1 fs alatt 0,3 m-t tesz meg 200 fs szem fényreceptorának kémiai folyamata 300 fs I 2 molekula vibrációjának periódusideje 1fs 10 1as 10 elektron Bohr modell T orbit ~ 150 as s s hajszál 60 m 200 fs lyuk-migráció ~ 1 fs He atom 1 Å 0,3 as

7 Idő fagyasztási technikák mechanikus zár: ms elektronikusan szinkronizált vaku: s-ns 1878 E. Muybridge lézeres pumpa-próba: ps fs as 1937 H.E. Edgerton A. Zewail, 1999

8 Rövid impulzus: nagy teljesítmény energia koncentráció P Paks: MW = 1,86 GW E t 10-3 s s átlag teljesítmény 1000 E P 1s E 5 mj 5 fs 5 W ELI szuperlézer : 1 EW E P W 1TW csúcs teljesítmény x500

9 Csúcs intenzitás teljesítmény-sűrűség I P A 16 W I 10 2 cm atomi Coulomb-tér

10 Nagy intenzitású lézerimpulzusok alkalmazásai Lézerrel begyújtott fúzió sűrít begyújt

11 Nagy intenzitású lézerimpulzusok alkalmazásai Lézer-indukált részecske-gyorsítás elektron proton

12 Nagy intenzitású lézerimpulzusok alkalmazásai Röntgen-forrás: térbeli és időbeli felbontás hagyományos fehérje struktúrális vizsgálata röntgen-krisztallográfia lézeres fehérje diszintegrációja időben követve

13 Attoszekundumos (10-18 s) impulzusok Lézer elven kelthető legrövidebb impulzus: 3,8 fs. DE a nagy intenzitású, femtoszekundumos lézerimpulzus felhasználható attoszekundumos impulzusok keltésére. XUV-röntgen 8 fs ~100 as

14 Az alprogram kutatási témái 1. Az ELI lézerhez kapcsolódó diagnosztikai módszerek kutatása: 1.1 Ultranagy intenzitású lézerimpulzusok spektrális fázisának, szögdiszperziójának és kontrasztjának mérése. 1.2 Optikai elemek megelőző monitoring rendszerének kialakítása 2. Lézerimpulzusok alkalmazása: 2.1 Lágy-röntgen fényimpulzusok időbeli és spektrális fázisának mérése 2.2 Időben és térben bontott ultragyors spektroszkópia anyagtudományi és biológiai vizsgálatokra 2.3 Lézerek anyagtudományi alkalmazásának elméleti és kísérleti vizsgálata (Kémikus TanszékCsop.) 3. Atomi rendszerek kvantumos viselkedése erős lézertérben: 3.1 Félklasszikus és relativisztikus modellek alkalmazása az elektronemisszióra 3.2 Elektronemisszióra vonatkozó kvantummechanikai módszerek kidolgozása 4. Nagy intenzitású, rövid impulzusú KrF lézer erősítők fejlesztése: 4.1 Kisüléssel gerjesztett erősítők kutatása-fejlesztése 4.2 KrF erősítő lánc kontrasztjának növelése 5. Lézerek és másodl. sugárforrások orvosi alkalmazásai, hadronterápia: (ÁOK) 5.1 Másodlagos sugárforrásokon alapuló diagnosztikai és terápiás eljárások kidolgozása, hadronok biológiai hatásainak in vivo és vitro vizsgálata 5.2 Nem invazív optikai módszerek fejlesztése

Lézerimpulzus kontrasztja intenzitás 1 10-2 lézer impulzus 10-4 10 8

15 Lézerimpulzus kontrasztja intenzitás lézer impulzus zaj idő kontraszt növelése: a céltárgy túlélje az előimpulzust

16 A vivő-burkoló fázis mérése, stabilizálása

17 Optikai elemek roncsolódásának monitorozása használhatatlan lézernyaláb sérült tükör többi optikai elem roncsolódása

18 KrF erősítő lánc kontrasztjának növelése Kísérleti elrendezés A nemlineáris plazmaszűrő tulajdonságai: időbeli kontraszt jelentős javulása, nyaláb kisimítás (térbeli szűrés), hullámhossztól független működés.

19 Optikai rácsok készítése átlátszó vékonyrétegekbe Eredmények:

erős lézerimpulzussal leszakított, majd a a keletkező ionhoz visszatérített elektron és az ion mozgásának kvantumos korrelációja Az

20 Atomi rendszerek kvantumos viselkedése erős lézertérben Elektromos kapcsolás: lézerrel létrehozott áramlökés két fémréteg közé helyezett vékony (1 μm) szigetelőben Fényimpulzus által létrehozott és mozgatott elektronhullám mozgása s-os skálán Atomról erős lézerimpulzussal leszakított, majd a a keletkező ionhoz visszatérített elektron és az ion mozgásának kvantumos korrelációja Az elektron valószínűségi kvantum-állapotát leíró függvény kontúrvonalai: vízszintesen az elektron helye, függőlegesen a sebessége függvényében

21 Ion (hadron) -terápia foton proton Lézer-indukált részecske-gyorsítás

22 Nem invazív optikai módszerek: laser speckle A szórt koherens lézerfény interferenciája lehetővé teszi, hogy a kontraszt csökkenéséből a szóró részecskék sebességére következtessünk.

Hasonló dokumentumok

A femtoszekundumos lézerektől az attoszekundumos fizikáig

A femtoszekundumos lézerektől az attoszekundumos fizikáig Varjú Katalin, Dombi Péter Kapcsolódási pont: ultrarövid impulzusok: karakterizálás, alkalmazások egy attoszekundumos impulzus előállításához kell