Lézerek. Extreme Light Infrastructure. Készítette : Éles Bálint

Hasonló dokumentumok
A lézer alapjairól (az iskolában)

Mézerek és lézerek. Berta Miklós SZE, Fizika és Kémia Tsz november 19.

Koherens fény (miért is különleges a lézernyaláb?)

Lézerek. A lézerműködés feltételei. Lézerek osztályozása. Folytonos lézerek (He-Ne) Impulzus üzemű lézerek (Nd-YAG, Ti:Sa) Ultrarövid impulzusok

Koherens fény (miért is különleges a lézernyaláb?)

OPTIKA. Fénykibocsátás mechanizmusa fényforrás típusok. Dr. Seres István

Műszeres analitika II. (TKBE0532)

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

NAGY ENERGIA SŰRŰSÉGŰ HEGESZTÉSI ELJÁRÁSOK

Név... intenzitás abszorbancia moláris extinkciós. A Wien-féle eltolódási törvény szerint az abszolút fekete test maximális emisszióképességéhez

Concursul Preolimpic de Fizică România - Ungaria - Moldova Ediţia a XVIII-a, Cluj-Napoca Proba teoretică, 1 iunie II. Feladat: Lézer (10 pont)

Az elektromágneses színkép és egyes tartományai

Lézertechnológusok képzése a szegedi szuperlézer (ELI-ALPS) fényében

A kvantummechanika kísérleti előzményei A részecske hullám kettősségről

Rövid impulzusok esetén optikai Q-kapcsolót is találhatunk a részben áteresztő tükör és a lézer aktív anyag között.

Bevezetés a modern fizika fejezeteibe. 4. (a) Kvantummechanika. Utolsó módosítás: november 15. Dr. Márkus Ferenc BME Fizika Tanszék

Távolságmérés hullámokkal. Sarkadi Tamás

Abszorpció, emlékeztetõ

Biofizika. Sugárzások. Csik Gabriella. Mi a biofizika tárgya? Mi a biofizika tárgya? Biológiai jelenségek fizikai leírása/értelmezése

Röntgensugárzás az orvostudományban. Röntgen kép és Komputer tomográf (CT)

ATTOSZEKUNDUMOS IMPULZUSOK

A LÉZERSUGÁRZÁS ALAPVETŐ ISMÉRVEI SPONTÁN VS. INDUKÁLT EMISSZIÓ A FÉNYERŐSÍTÉS FELTÉTELE A POPULÁCIÓ INVERZIÓ FELTÉTELE

Atommodellek de Broglie hullámhossz Davisson-Germer-kísérlet

A femtoszekundumos lézerektől az attoszekundumos fizikáig

Szinkrotronspektroszkópiák május 14.

Az elektron hullámtermészete. Készítette Kiss László

Az Ampère-Maxwell-féle gerjesztési törvény

DIPLOMAMUNKA TÉMÁK 2017/2018. tanév

Optika és Relativitáselmélet II. BsC fizikus hallgatóknak

Az ELI projekt ( szuperlézer ) Dombi Péter

Biofizika. Csik Gabriella. Mi a biofizika tárgya? Mi a biofizika tárgya? A biológiában és orvostudományban alkalmazott fizikai módszerek tárgyalása

Gyorsítók. Veszprémi Viktor ATOMKI, Debrecen. Supported by NKTH and OTKA (H07-C 74281) augusztus 17 Hungarian Teacher Program, CERN 1

SZAKDOLGOZATI TÉMÁK 2017/2018. tanév

ATTOSZEKUNDUMOS IMPULZUSKELTÉS MAKROSZKOPIKUS OPTIMALIZÁCIÓJA

Koherens fény (miért is különleges a lézernyaláb?)

Szilárdtestek sávelmélete. Sávelmélet a szabadelektron-modell alapján

Biofizika. Csik Gabriella. Mi a biofizika tárgya? Mi a biofizika tárgya? A biológiában és orvostudományban alkalmazott fizikai módszerek tárgyalása

Röntgensugárzás. Röntgensugárzás

Optika Gröller BMF Kandó MTI

dinamikai tulajdonságai

2.4. ábra Alkalmazási területek

Attoszekundumos impulzusok keltése és alkalmazásai

Rezgés, Hullámok. Rezgés, oszcilláció. Harmonikus rezgő mozgás jellemzői

Kvantumos jelenségek lézertérben

A fény mint elektromágneses hullám és mint fényrészecske

NÁNAI László. Lézerek. SZTE JGYPK Ált. és Környezetfizikai Tsz Szeged

Sugárzások kölcsönhatása az anyaggal

Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem Vegyészmérnöki és Biomérnöki Kar Fizikai Kémia és Anyagtudomány Tanszék. Lézerek és mézerek

Fotonikai eszközök ZH bulid10.10.sp1

Gyorsítók. Veszprémi Viktor ATOMKI, Debrecen. Supported by OTKA MB augusztus 16. Hungarian Teacher Program, CERN 1

Modern fizika laboratórium

Sugárzások kölcsönhatása az anyaggal. Dr. Vincze Árpád

Atomok és fény kölcsönhatása a femto- és attoszekundumos időskálán

Sugárzások kölcsönhatása az anyaggal

Ipari Lézerek és Alkalmazásaik

Orvosi Biofizika I. 12. vizsgatétel. IsmétlésI. -Fény

Atommodellek. Az atom szerkezete. Atommodellek. Atommodellek. Atommodellek, A Rutherford-kísérlet. Atommodellek

Abszorpciós spektrometria összefoglaló

A fény korpuszkuláris jellegét tükröző fizikai jelenségek

Abszorpciós fotometria

A hőmérsékleti sugárzás

Hogyan bírhatjuk szóra a molekulákat, avagy mi is az a spektroszkópia?

Modern Fizika Labor. 17. Folyadékkristályok

11. Egy Y alakú gumikötél egyik ága 20 cm, másik ága 50 cm. A két ág végeit azonos, f = 4 Hz

LÉZEREK ÉS (KATONAI) ALKALMAZÁSAIK BEVEZETÉS

Radioaktív sugárzások tulajdonságai és kölcsönhatásuk az elnyelő közeggel. A radioaktív sugárzások detektálása.

Lézersugár-vezetés Kreisz, István

Sugárterápia. Ionizáló sugárzások elnyelődésének következményei. Konzultáció: minden hétfőn 15 órakor. 1. Fizikai történések

A sugárzás és az anyag kölcsönhatása. A béta-sugárzás és anyag kölcsönhatása

Terahertzes spektroszkópia a biológiában

Sugárterápia. Ionizáló sugárzások elnyelődésének következményei

Árnyék. Félárnyék. 3. A fény keletkezése

Alkalmazás a makrókanónikus sokaságra: A fotongáz

Részecskefizikai gyorsítók

-A homogén detektorok közül a gyakorlatban a Si és a Ge egykristályból készültek a legelterjedtebbek.

Koherens lézerspektroszkópia adalékolt optikai egykristályokban

Fizika 2 - Gyakorló feladatok

Jelöljük meg a kérdésnek megfelelő válaszokat! 1, Hullámokról általában: alapösszefüggések a harmonikus hullámra. A Doppler-effektus

Az optika tudományterületei

Az elektromágneses hullámok

2. tétel - Gyorsítók és nyalábok (x target, ütköz nyalábok, e, p, nyalábok).

Röntgendiagnosztikai alapok

Magasrendű felharmonikus- és attoszekundumos impulzuskeltés makroszkopikus vizsgálata

Az ELI-ALPS lézerei és kutatási infrastruktúrája

Nanoelektronikai eszközök III.

PÉCSI TUDOMÁNYEGYETEM. Impulzushossz és hőmérséklet hatásai nagyenergiájú lítium-niobát alapú terahertzes forrásokra.

FIZIKA. Sugárzunk az elégedettségtől! (Atomfizika) Dr. Seres István

KVANTUMMECHANIKA. a11.b-nek

Rezgések és hullámok

Foton-visszhang alapú optikai kvantum-memóriák: koherens kontroll optikailag sűrű közegben

Atomfizika. Fizika kurzus Dr. Seres István

3. GAMMA-SUGÁRZÁS ENERGIÁJÁNAK MÉRÉSE GAMMA-SPEKTROMETRIAI MÓDSZERREL

Optika Gröller BMF Kandó MTI

Abszorpciós fotometria

Radioaktív sugárzások tulajdonságai és kölcsönhatásuk az elnyelő közeggel. A radioaktív sugárzások detektálása.

Dr. JUVANCZ ZOLTÁN Óbudai Egyetem Dr. FENYVESI ÉVA CycloLab Kft

Kvantumos információ megosztásának és feldolgozásának fizikai alapjai

Visszaverődés. Optikai alapfogalmak. Az elektromágneses spektrum. Az anyag és a fény kölcsönhatása. n = c vákuum /c közeg

Theory hungarian (Hungary)

Lézerek Lézer és orvosbiológiai alkalmazásaik

Átírás:

Lézerek Extreme Light Infrastructure Készítette : Éles Bálint

Elmélet A lézer olyan fényforrás, amely indukált emissziót használ egybefüggő fénysugár létrehozására Egybefüggőség definíciója: Koherens hullámok Kis divergenciájú nyalábok A sugár jó közelítéssel azonos frekvenciájú hullámokból áll

Indukált emisszió: A kilépő foton polarizációja, fázisa, energiája és iránya is megegyezik a bejövő fotonéval.

Gyakorlati megvalósítás? 1 : Feszültségforrás 2 : Fénycső 3 : Instabil gerjesztett állapot. 4 : Spontán emisszió 5 : Indukált emisszió 6 : Foton kettőződés 7 : Intenzitás növekedés

Erősített spontán emisszió Kérdés, hogy mi szab határt az intenzitás növekedésének? Addig amíg elérjük az ún. lasing thresholdot, nincs probléma A határ elérése után problémát jelent az erősítés mivel ezek nem koherens hullámok és gátat szabnak az aktív közegben az erősítésnek Eleve nagy erősítésű vagy nagy méretű aktív közegű lézerekben nagy probléma.

lézerkristályt és a villanócsövet egy ellipszis alapú hasáb 1-1 gyújtópontjába (azaz gyújtóegyenesébe). Az ellipszis egyik gyújtópontjából kiinduló sugárzás a másik gyújtópontba fókuszálódik amikor a villanócső begyújt, és mivel a lézerkristály van az egyik gyújtópontban, a villanócső által kibocsátott erős fény a lézerkristály belsejébe fókuszálódik.

itt a lézerkristály egy henger középvonalában van és a kristály a felcsavart villanócső belsejében kap helyet

Folyadéklézerek Aktív közeg folyadék (amiben megvalósítottuk a populáció inverziót több gerjesztett állapotban lévő atom van a közegünkben, mint alapállapotban lévő atom Gerjesztés : lézeres pumpálással

kvarcküvettát meg szokták dönteni, megelőzve ezzel egy helyi rezonátor kialakulását (ez egy olyan rezonátor, amelyben a lézerfény gyengítő interferenciába kerül önmagával

Gázlézerek Teljesen hasonló elven alapul, mint a szilárdtest lézerek. A gerjesztést elektromos energiával, például gázkisüléssel valósítják meg.

Szabadelektron lézer Monokróm de inkoherens nyaláb az eredmény Külső lézerforrással meglőjük a szinuszosan mozgó elektronnyalábot A külső lézer elektromos tere kölcsön hat az elektronnyalábbal Elektronok energiát veszítenek és vesznek fel Ez az energia moduláció elektron áramsűrűség modulációhoz vezet Electron microbunch-ok alakulnak ki Az elektron csoportosulások által kibocsátott sugárzások azonos fázisban vannak, és a különböző bunchok sugárzása koherensen összeadódnak

Bevezetés Európai uniós kutatási nagyberendezés, ami nagy energiájú lézerekkel foglalkozik exawatt-osztályú (10 18 wattos) lézerével a relativisztikus hatások figyelembe vételével 10 23 W/cm 2 intenzitás is elérhető Csehország, Magyarország és Románia közösen valósíthatja meg az ELI elosztott infrastruktúráját Elsődleges célja: lehető legnagyobb ismétlési frekvenciával biztosít a lehető legrövidebb időtartamú impulzusokat a terahertzestől (10 12 Hz) a röntgensugárzásig (10 18-10 19 Hz) terjedő frekvenciatartományban. Tervezik egy 4. központ megépítését, ami nemlineáris kvantumelektrodinamikai és laboratóriumi asztrofizikai vizsgálatok elvégzésére specializálódik 200 PetaWatt csúcsteljesítményű lézerimpulzusok létrehozásával

ELI-NP Romániai központ 2 legfontosabb berendezése : 10 PW csúcsteljesítményű lézerrendszer Gammasugárzó rendszer, amely erősen kollimált, nagyintenzitású, 20 MeVig hangolható energiájú gammasugárzást állít elő Kutatási területek : nagyintenzitású lézerekkel történő részecskegyorsítás terahertzes sugárzás lézerrel való létrehozása : Napjainkban ilyen sugárzást szinkrotronokban vagy lineáris gyorsítókban állítanak elő, de ezek kényelmetlenül nagy és drága berendezések. lézerek magfizikai alkalmazásainak vizsgálatára.

ELI-BL: Csehországi központ Elsődleges feladata ultranagy intenzitású lézerekkel meghajtott másodlagos források teljesen új generációjának kifejlesztése : röntgenimpulzusok, gamma-impulzusok, gyorsított elektron-, proton- és ionnyalábok.

Szeged: ELI-ALPS Attoszekundumos impulzusok előállítása. Vegyérték-elektron vizsgálatok, fényimpulzusok elektromos terének attoszekundumos időskálán való szabályozhatósága Vegyértékelektronok tanulmányozása atomokon és molekulákon belüli folyamatok során nagy időfelbontás mellett Atomtörzsi-elektron vizsgálatok 4D képalkotás Relativisztikus kölcsönhatások A nagyintenzitású lézerimpulzusok (TW, PW) anyaggal való kölcsönhatása jellemzően atomi léptékű (femtoszekundumos, attoszekundumos) időskálán megy végbe.

Femtoszekundumos impulzus előállítása Mode-locking : természetes vonalszélessége van a sugárnyaláb frekvenciájának. Az optikai rezonátor csapdában állóhullámok alakulnak ki, ezek különböző frekvenciájú állóhullám-módusok. Általános esetben a módusok fázisa időben egymáshoz képest random változnak (pl a lézer anyagában végbemenő termikus változások), teljesen függetlenek egymástól, különálló lézerként működnek. Ha sikerül megoldani, hogy egymáshoz képest a fázisok ne változzanak, akkor periódikusan konstruktív interferencia tapasztalható Femtoszekundumos lézerimpulzusok. Aktív mode-locking Passzív mode-locking

Attoszekundumos források A lézersugárzást egy magasrendű felharmonikuskeltésnek ( high harmonic generation, HHG) nevezett folyamat során át kell alakítani attoszekundumos impulzusokká Nem lineáris folyamat, ami során a céltárgyat(gáz, plazma vagy szilárdtest) meglövünk nagy intenzitású lézerfénnyel, melynek során a meglőtt minta az eredetinek valamelyik felharmonikusának megfelelő frekvenciával sugározni kezd (ötödik felharmonikus sem kizárt) Az a rezgés, amelynek frekvenciája felírható egy szinuszos alaprezgés frekvenciájának egész szám szorosaként. Egy szinuszos rezgés alapfrekvenciáját szokás első felharmonikusnak nevezni. A második felharmonikus frekvenciája az alaprezgés frekvenciájának a kétszerese és így tovább

High harmonic generation

Alkalmazási példák

Köszönöm a figyelmet