Student: Tomáš Burian
Školitel: Ing. Libor Juha, CSc., Fyzikální ústav AV ČR, v.v.i.
Konzultant: Doc. RNDr. Jan Wild, CSc.
Stav práce: obhájená
Abstrakt:
Cílem práce je vyšetřit různými metodami UV-Vis a XUV/rtg emisní spektroskopie a hmotové spektroskopie (iontové spektrometry s měřením doby průletu - TOF - a kvadrupólové filtry) vlastnosti plazmatu vytvářeného na površích různých materiálů silně fokusovanými svazky různých krátkovlnných laserů. Klíčovými zdroji zde budou: (a) stolní repetiční kapilární XUV laser FZÚ AV ČR (aktivní prostředí: kapilární výboj v argonu s vysokým obsahem Ne-podobných iontů, druh čerpání: kolizní, energie pulzu: 10 μJ, délka pulzu: 1,5 ns [1,2]) a (b) rentgenový laser s volnými elektrony FLASH v DESY, Hamburk (aktivní prostředí: svazek relativistických elektronů zvlněný v třicetimetrovém undulátoru, laserová akce: samozesílená spontánní emise - SASE, energie pulzu: 30 μJ, délka pulzu: 20 fs [3,4], později možná 500 μJ v pulzu délky 150 fs). Další zdroje budou využity dle aktuálních možností. Složení, vlastnosti a časoprostorový vývoj plazmatu, vznikajícího za daných podmínek volumetrickým ohřevem pevné látky (tzv. Warm Dense Matter – WDM), budou stanoveny kombinací experimentálních výsledků a počítačových simulací relativně chladných, velmi hustých, silně vázaných plazmových soustav. Námi určené hodnoty elektronové teploty a hustoty a iontového složení budou porovnány s hodnotami známými pro plazma vytvořené UV-Vis-NIR svazky interagujícími se zájmovými materiály při srovnatelných plošných hustotách energie a intenzitách.
Literatura:
[1] S. Heinbuch, M. Grisham, D. Martz, J. J. Rocca: Demonstration of a desk-top high repetition rate soft x-ray laser, Opt. Express 13, 4050 (2005).
[2] J. Chalupský, T. Burian, M. Grisham, V. Hájková, S. Heinbuch, K. Jakubczak, L. Juha, T. Mocek, P. Pira, J. Polan, J. J. Rocca, B. Rus, J. Sobota, L. Vyšín: Fokusovaný svazek stolního kapilárního laseru na 46,9 nm, Čs. čas. fyz. 58, 234 (2008).
[3] L. Juha, V. Hájková, S. Koptyaev, A. Velyhan, J. Kuba, J. Cihelka, J. Chalupský: První uživatelské experimenty s rentgenovým laserem na volných elektronech v HASYLAB/DESY, Čs. čas. fyz. 56, 356 (2006).
[4] J. Chalupský, L. Juha, J. Kuba, J. Cihelka, V. Háková, S. Koptyaev, J. Krása, A. Velyhan, M. Bergh, C. Caleman, J. Hajdu, R. M. Bionta, H. Chapman, S. P. Hau-Riege, R. A. London, M. Jurek, J. Krzywinski, R. Nietubyc, J. B. Pelka, R. Sobierajski, J. Meyer-ter-Vehn, A. Krenz-Tronnier, K. Sokolowski-Tinten, N. Stojanovic, K. Tiedtke, S. Toleikis, T. Tschentscher, H. Wabnitz, U. Zastrau: Characteristics of focused soft X-ray free-electron laser beam determined by ablation of organic molecular solids, Opt. Express 15, 6036 (2007).