Bonn 2000 – wissenschaftliches Programm
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P: Plasmaphysik
P 1: Theorie/Dichte Plasmen I
P 1.3: Vortrag
Montag, 3. April 2000, 17:15–17:30, HS III
Erzeugung und Propagation heißer Elektronen in Kupfer — •E. Fill, G. Pretzler und Th. Schlegel — Max-Planck-Institut für Quantenoptik, Hans-Kopfermann-Str. 1, D - 85748 Garching
Die Erzeugung von relativistischen Elektronenstrahlen und
ihre Ausbreitung in dichter Materie hat durch die Anwendung
beim „Fast Ignitor“ und zum Pumpen von Röntgenlasern großes
Interesse gewonnen. Wir erzeugen intensive, gerichtete
Elektronenstrahlen durch Absorption von fs-Laserpulsen
(Intensität 2×1018 W/cm2 , 45o Einfallswinkel,
p-polarisiert) in Kupfer. Die Parameter der heißen Elektronen
werden durch raumaufgelöste Detektierung der Kα-Strahlung
aus einer dünnen Nickel Indikatorfolie bestimmt, wobei die
experimentellen Daten mit Monte-Carlo Simulationen der Elektronen-
Wechselwirkung mit dem Festkörper verglichen werden. Es ergibt
sich eine Boltzmannverteilung mit einer Temperatur von 200 keV
und ein Emissionswinkel von 30o, der etwa dem Konvergenzwinkel
des Lasers entspricht. Durch Variation der Dicke des Kupfers kann
die globale Richtung des Elektronenstrahls bestimmt werden. Es
zeigt sich, dass der Elektronenstrahl senkrecht zur Targetoberfläche
emittiert wird. All diese Ergebnisse stimmen zufriedenstellend mit
1.5 D PIC Simulationen überein.
Aus der absolut gemessenen Kα-Intensität kann die absolute
Elektronenzahl und somit der Wirkungsgrad der Umwandlung von
Laserlicht in die Energie heißer Elektronen ermittelt werden. Es
ergibt sich eine Zahl von 6×1011 Elektronen und ein
Wirkungsgrad von 10 %. Eine erste Anwendung in einem Experiment
zum Photopumpen von Kobalt Kα wird demonstriert.