910 resultados para laser energy
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K-alpha x-ray emission, extreme ultraviolet emission, and plasma imaging techniques have been used to diagnose energy transport patterns in copper foils ranging in thickness from 5 to 75 mu m for intensities up to 5x10(20) Wcm(-20). The K-alpha emission and shadowgrams both indicate a larger divergence angle than that reported in the literature at lower intensities [R. Stephens , Phys. Rev. E 69, 066414 (2004)]. Foils 5 mu m thick show triple-humped plasma expansion patterns at the back and front surfaces. Hybrid code modeling shows that this can be attributed to an increase in the mean energy of the fast electrons emitted at large radii, which only have sufficient energy to form a plasma in such thin targets.
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The spatial energy distributions of beams of protons accelerated by ultrahigh intensity (> 10(19) W/cm(2)) picosecond laser pulse interactions with thin foil targets are investigated. Using separate, low intensity (
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The interaction of an ultraintense, 30-fs laser pulse with a preformed plasma was investigated as a method of producing a beam of high-energy electrons. We used thin foil targets that are exploded by the laser amplified spontaneous emission preceding the main pulse. Optical diagnostics show that the main pulse interacts with a plasma whose density is well below the critical density. By varying the foil thickness, we were able to obtain a substantial emission of electrons in a narrow cone along the laser direction with a typical energy well above the laser ponderomotive potential. These results are explained in terms of wake-field acceleration.
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Relevant to laser based electron/ion accelerations, a single shot second harmonic generation frequency resolved optical gating (FROG) system has been developed to characterize laser pulses (80 J, ∼600 fs) incident on and transmitted through nanofoil targets, employing relay imaging, spatial filter, and partially coated glass substrates to reduce spatial nonuniformity and B-integral. The device can be completely aligned without using a pulsed laser source. Variations of incident pulse shape were measured from durations of 613 fs (nearly symmetric shape) to 571 fs (asymmetric shape with pre- or postpulse). The FROG measurements are consistent with independent spectral and autocorrelation measurements. © 2010 American Institute of Physics.
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A scheme in which carbon ion bunches are accelerated to a high energy and density by a laser pulse (∼10 W/cm) irradiating cone targets is proposed and investigated using particle-in-cell simulations. The laser pulse is focused by the cone and drives forward an ultrathin foil located at the cone's tip. In the course of the work, best results were obtained employing target configurations combining a low-Z cone with a multispecies foil transversely shaped to match the laser intensity profile. © 2014 AIP Publishing LLC.
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Using high-energy (∼0.5 GeV) electron beams generated by laser wakefield acceleration (LWFA), bremsstrahlung radiation was created by interacting these beams with various solid targets. Secondary processes generate high-energy electrons, positrons, and neutrons, which can be measured shot-to-shot using magnetic spectrometers, short half-life activation, and Compton scattering. Presented here are proof-of-principle results from a high-resolution, high-energy gamma-ray spectrometer capable of single-shot operation, and high repetition rate activation diagnostics. We describe the techniques used in these measurements and their potential applications in diagnosing LWFA electron beams and measuring high-energy radiation from laser-plasma interactions.
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We present a new regime to generate high-energy quasimonoenergetic proton beams in a "slow-pulse" regime, where the laser group velocity vg<c is reduced by an extended near-critical density plasma. In this regime, for properly matched laser intensity and group velocity, ions initially accelerated by the light sail (LS) mode can be further trapped and reflected by the snowplough potential generated by the laser in the near-critical density plasma. These two acceleration stages are connected by the onset of Rayleigh-Taylor-like (RT) instability. The usual ion energy spectrum broadening by RT instability is controlled and high quality proton beams can be generated. It is shown by multidimensional particle-in-cell simulation that quasimonoenergetic proton beams with energy up to hundreds of MeV can be generated at laser intensities of 1021W/cm2.
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This study was conducted to identify the concentration dependence of the operating wavelengths and the relative intensities in which a dye mixture doped polymer optical fibre can operate. A comparative study of the radiative and Forster type energy transfer processes in Coumarin 540:Rhodamine 6G, Coumarin 540:Rhodamine B and Rhodamine 6G:Rhodamine B in methyl methacrylate (MMA) and poly(methyl methacrylate) (PMMA) was done by fabricating a series of dye mixture doped polymer rods which have two emission peaks with varying relative intensities. These rods can be used as preforms for the fabrication of polymer optical fibre amplifiers operating in the multi-wavelength regime. The 445 nm line from an Nd:YAG pumped optical parametric oscillator (OPO) was used as the excitation source for the first two dye pairs and a frequency doubled Nd:YAG laser emitting at 532 nm was used to excite the Rh 6G:Rh B pair. The fluorescence lifetimes of the donor molecule in pure form as well as in the mixtures were experimentally measured in both monomer and polymer matrices by time-correlated single photon counting technique. The energy transfer rate constants and transfer efficiencies were calculated and their dependence on the acceptor concentration was analysed. It was found that radiative energy transfer mechanisms are more efficient in all the three dye pairs in liquid and solid matrices.
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Fluorescence of BaS: Sm phosphor has been studied using a pulsed Nitrogen laser (337.1 nm) as the excitation source. The spectrum consists of a broad band in the region 540–660nm superposed by the characteristic Sm3+ lines. Energy level splitting pattern of Sm3+ due to crystal field effects has been calculated and relevent field parameters are evaluated. Analysis shows that Sm3+ takes up Ba2+ substitutional sites.
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Eventhough a large number of schemes have been proposed and develoned for N9 laser ouined dye lasers the relatively low efficiency compelled the scientists to device new methods to improve the system efficiencs. Energy transfer mechanism has been shown to he a convenien tool for the enhancement of efficiency of dye lasers. Th p resent work covers a detailed study of the performance characteristics of a N2 laser pumped dye laser in the con— ventional mode and also, when pumped by the energy transfer mechanism. For .th.e present investigations a dye laser pumped by a'N2 laser (A4200 kw peak power) was fabricated. The grating at grazing incidence was used as the beam expanding device; A t its best performance the system was giving an output peak power of l5 kW for a 5 X lC"3H/l Rh—€ solution in methanol. T he conversion efficiency was 7.5; The output beam was having 3 divergence of 2 mrad and bandwidth o.9 A. Suitable modifications were suggested for obtaining better conversion efficiency and bandwidth.
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Intensive, ultrakurze Laserpulse regen Festkörper in einen Zustand an, in dem die Elektronen hohe Temperaturen erlangen, während das Gitter kalt bleibt. Die heißen Elektronen beeinflussen das sog. Laser-angeregte interatomare Potential bzw. die Potentialenergiefläche, auf der die Ionen sich bewegen. Dieses kann neben anderen ultrakurzen Prozessen zu Änderungen der Phononfrequenzen (phonon softening oder phonon hardening) führen. Viele ultrakurze strukturelle Phänomene in Festkörpern hängen bei hohen Laseranregungen von Änderungen der Phononfrequenzen bei niedrigeren Anregungen ab. Um die Laser-bedingten Änderungen des Phononenspektrums von Festkörpern beschreiben zu können, haben wir ein auf Temperatur-abhängiger Dichtefunktionaltheorie basierendes Verfahren entwickelt. Die dramatischen Änderungen nach einer Laseranregung in der Potentialenergiefläche werden durch die starke Veränderung der Zustandsdichte und der Besetzungen der Elektronen hervorgerufen. Diese Änderungen in der Zustandsdichte und den Besetzungszahlen können wir mit unserer Methode berechnen, um dann damit das Verhalten der Phononen nach einer Laseranregung zu analysieren. Auf diese Art und Weise studierten wir den Einfluss einer Anregung mit einem intensiven, ultrakurzen Laserpuls auf repräsentative Phonon Eigenmoden in Magnesium, Kupfer und Aluminium. Wir stellten dabei in manchen Gitterschwingungen entweder eine Abnahme (softening) und in anderen eine Zunahme (hardening) der Eigenfrequenz fest. Manche Moden zeigten bei Variation der Laseranregungsstärke sogar beide Verhaltensweisen. Das eine Phonon-Eigenmode ein hardening und softening zeigen kann, wird durch das Vorhandensein von van Hove Singularitäten in der elektronischen Zustandsdichte des betrachteten Materials erklärt. Für diesen Fall stellt unser Verfahren zusammen mit der Sommerfeld-Entwicklung die Eigenschaften der Festkörper Vibrationen in Verbindung mit den Laser induzierten Veränderungen in den elektronischen Besetzungen für verschiedene Phonon-eingefrorene Atomkonfigurationen. Auch die absolute Größe des softening und hardening wurde berechnet. Wir nehmen an, dass unsere Theorie Licht in die Effekte der Laseranregung von verschiedenen Materialien bringt. Außerdem studierten wir mit Hilfe von Dichtefunktionaltheorie die strukturellen Material-Eigenschaften, die durch kurze XUV Pulse induziert werden. Warme dichte Materie in Ultrakurzpuls angeregten Magnesium wurde analysiert und verglichen mit den Ergebnissen bei durch Laser Anregung bedingten Änderungen. Unter Verwendung von elektronischer-Temperatur-abhängiger Dichtefunktionaltheorie wurden die Änderungen in den Bindungseigenschaften von warmen dichten Magnesium studiert. Wir stellten dabei beide Effekte, Verstärkung und Abschwächung von Bindungen, bei jeweils verschiedenen Phonon Eigenmoden von Magnesium auf Grund von der Erzeugung von Rumpflöchern und dem Vorhandensein von heißen Elektronen fest. Die zusätzliche Erzeugung von heißen Elektronen führt zu einer Änderung der Bindungscharakteristik, die der Änderung, die durch die bereits vorhandenen Rumpflöcher hervorgerufen wurde, entgegen wirkt. Die thermischen Eigenschaften von Nanostrukturen sind teilweise sehr wichtig für elektronische Bauteile. Wir studierten hier ebenfalls den Effekt einer einzelnen Graphen Lage auf Kupfer. Dazu untersuchten wir mit Dichtefunktionaltheorie die strukturellen- und Schwingungseigenschaften von Graphen auf einem Kupfer Substrat. Wir zeigen, dass die schwache Wechselwirkung zwischen Graphen und Kupfer die Frequenz der aus der Ebene gerichteten akustischen Phonon Eigenmode anhebt und die Entartung zwischen den aus der Ebene gerichteten akustischen und optischen Phononen im K-Punkt des Graphen Spektrums aufhebt. Zusätzlich führten wir ab initio Berechnungen zur inelastischen Streuung eines Helium Atoms mit Graphen auf einem Kuper(111) Substrat durch. Wir berechneten dazu das Leistungsspektrum, das uns eine Idee über die verschiedenen Gitterschwingungen des Graphene-Kuper(111) Systems gibt, die durch die Kollision des Helium Atom angeregt werden. Wir brachten die Positionen der Peaks im Leistungsspektrum mit den Phonon Eigenfrequenzen, die wir aus den statischen Rechnungen erhalten haben, in Beziehung. Unsere Ergebnisse werden auch verglichen mit den Ergebnissen experimenteller Daten zur Helium Streuung an Graphen-Kupfer(111) Oberflächen.