Etapa 1 - P1 2017
Shema de realizare a proiectului
Faza nr. 11
Responsabil: Dr. T. DASCĂLU
Termen de predare: 15.03.2017
Titlu: "Configurarea fascicolelor laser ultraintense Airy-Bessel pentru generarea de radiaţie THz cu energie mare"
Rezumat: Sursele de radiaţie THz de bandă largă şi energie mare se împart în două categorii: surse bazate pe laseri şi surse bazate pe acceleratoare de particule. Cel mai des folosite sunt sursele care utilizează radiaţia laser deoarece sursele bazate pe acceleratoare de particule fac parte din facilităţi mari şi sunt greu de accesat. De regulă, fasciculele laser utilizate în emisia pulsurilor THz cu energie mare, fie că sunt generate prin filamentarea în diferite medii, fie prin fenomenul de rectificare optică în cristale neliniare, sunt de tip Gaussian. Utilizarea altor tipuri de fascicule ultraintense de tip Airy şi Bessel, ale căror proprietăţi sunt total diferite de cele ale fasciculului Gaussian, ajută la depăşirea limitărilor existente (cum ar fi energia maximă a pulsului THz obţinută prin focalizarea unui fascicul laser de tip Gaussian, aceasta fiind limitată de intensitatea fasciculului laser în interiorul filamentului). Studiul privind configurarea acestor fascicule permite controlul şi modelarea caracteristicilor radiaţiei THz.
În cadrul acestui studiu, s-au realizat simulări de propagare a razelor prin elemente optice privind obţinerea fasciculelor ultraintense Airy şi Bessel şi s-a dezvoltat un model teoretic pentru generarea radiaţiei THz prin rectificare optică în cristalul neliniar de niobat de litiu. Rezultatele experimentale, privind generarea fasciculului Bessel, au fost în conformitate cu modelările teoretice.
Faza nr. 12
Responsabil: Dr. C. DIPLAŞU
Termen de predare: 15.03.2017
Titlu: "Dezvoltarea, testarea şi calibrarea de sisteme de diagnostică aferente experimentelor de accelerare de particule la interacţia laser-plasmă"
Rezumat: Interacţia laserului de mare putere (PW) cu orice fel de ţintă creează condiţii extreme de existenţă a materiei, plasme ultradense în care se dezvoltă unde relativiste al căror principal rezultat este accelerarea de electroni şi apoi protoni sau ioni, până la energii comparabile cu cele obţinute în acceleratoarele clasice, dar pe distanţe mult mai mici (ordinul milimetrilor).
În acest context, în cadrul acestei faze, s-au implementat (realizat şi testat) metode specifice de diagnostică a fasciculelor de particule accelerate (electroni, protoni) la interacţia laser-plasmă. În realizarea practică a dispozitivelor experimentale de diagnostică s-a ţinut cont de configuraţia sistemului laser PW şi a incintei de interacţie de la CETAL.
Faza nr. 13
Responsabil: Dr. G. DINESCU
Termen de predare: 15.05.2017
Titlu: "Studii de diagnostică a plasmelor utilizate pentru mentenanţa componentelor optice şi evidentierea efectelor de modificare morfologică şi compoziţională produse asupra unor suprafeţe de test contaminate intenţionat"
Rezumat: Pentru a evidenţia efectele produse de plasmele de radiofrecvenţă generate la presiune joasă asupra suprafeţelor contaminate au fost depuse pe siliciu, ca straturi contaminante, filme subţiri de a-C:H. Suprafeţele acoperite cu a-C:H au fost expuse în plasme de radiofrecvenţă generate la presiuni joase în argon. Experimentele au urmărit testarea eficienţei de curăţare a două surse de plasmă diferite: sursa cu electrod central de putere şi sursa cu electrozi circulari exteriori.
Pe suprafeţele acoperite cu a-C:H au fost realizate măsurări de elipsometrie, profilometrie şi AFM atât înainte cât şi după expunerea lor în plasmă. Din măsurări rezultă faptul că suprafețele expuse în plasmă se curăţă în urma expunerii lor în plasmă, rugozitatea acestora scade şi reflectivitatea creşte. S-au obţinut rate de curăţare a straturilor de a-C:H cuprinse între 5,3*10-1 nm/min şi 1,46 nm/min în cazul sursei cu electrod de putere central şi între 0 si 2,16 nm/min în cazul sursei cu electrozi exteriori.
Faza nr. 14
Responsabil: Dr. M. GANCIU
Termen de predare: 15.05.2017
Titlu: "Caracterizarea şi studiul pulsurilor electromagnetice generate de laseri de foarte mare putere; identificarea de noi metode de ecranare şi de noi aplicaţii"
Rezumat: Interacţia laserilor de mare putere (PW) cu ţinte solide, pentru generarea şi accelerarea de particule încărcate, este însoţită de generarea de pulsuri electromagnetice de foarte mare amplitudine, într-o gamă de frecvenţă foarte largă, de la zeci de MHz până la zeci de GHz. Mecanismele de generare a acestor pulsuri electromagnetice gigantice (PEMG) nu sunt în totalitate cunoscute şi sunt asociate atât generării de curenţi electronici ultraintenşi pe durate foarte scurte (ps-ns), cât şi încărcării electrice a ţintelor şi suporturilor acestora la tensiuni de ordinul zecilor –sutelor de KV datorită expansiunii electronilor relativişti cu temperaturi de ordinul MeV-zeci de MeV.
În actuala fază raportăm optimizarea şi implementarea unui model experimental de generator de pulsuri electromagnetice pentru teste şi calibrări cu timp de creştere de ordinul sutelor de ps şi amplitudini de ordinul kV care a fost montat în camera de reacţie în locul ţintelor solide destinate experimentelor de interacţie laser de mare putere cu materia. S-au realizat antene optimizate pentru detecţia pulsului electromagnetic atât de la generatorul de test şi calibrare cât şi în urma interacţiei pulsului laser cu ţinte solide. S-au făcut determinări ale compoziţiei spectrale a pulsurilor astfel generate pentru a urmări un aspect relativ critic la instalaţiile laser de mare putere, legat de propagarea pulsurilor electromagnetice prin linia de transport dacă în spectrul acestora se găsesc frecvenţe mai mari decât frecvenţa critică a liniei de transport a fasciculului laser. S-au indicat câteva soluţii pentru reducerea efectului acestor PEMG-uri.