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Bonn 2000 – scientific programme

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P: Plasmaphysik

P 1: Theorie/Dichte Plasmen I

P 1.3: Talk

Monday, April 3, 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.

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