Our research in laser-driven ion acceleration focuses on the interaction of a laser pulse with new targets. By changing the material, form and structure of the target as well as the way they interact with the laser pulse it is possible to control the properties of the resulting ion beam such as its maximum energy and its spectrum. Good control over these properties is important for future applications such as tumour therapy with laser-driven ion beams.

We model, simulate and visualise the dynamics of particles and radiation phenomena that are of interest when investigating the physics of laser particle acceleration and develop massively parallel computing schemes.

Lasers with petawatt peak power enable the development of advanced ultra-compact particle accelerators and light sources with applications ranging from cancer research to probing of ultrafast processes. Dedicated target areas are optimized for the investigation and application of relativistic laser-plasma processes by in-house and external researchers.
Head: Prof. Ulrich Schramm

Elektronentemperatur

 

Basierend auf der Publikation [1] ist fest zu stellen, dass die mittlere Energie (Temperatur) von heißen laser-beschleunigten Elektronen an Festkörpern im Allgemeinen nicht durch das ponderomotive Potenzial gegeben ist. Statt dessen ist für allgemeine Abschätzungen die Formel

(1)      {\textstyle T_e^{hot}}= 0.511 MeV \frac{\pi}{2K(-a_0^2)}

zu verwenden, wobei hier a_0 die normierte Laserfeldstärke an der Targetoberfläche ist. In Anlehnung an übliche Abschätzungen kann dieser Wert für grobe Abschätzungen als äquivalent zur Vakuumfeldstärke gesetzt werden [2], eine nicht-relativistische Korrektur (die auch in schwach-relativistischen Fällen eine recht gute Näherung darstellt) findet sich in [3], welche auch die endliche Skalenlänge des z.B. durch Laser-Vorpulse erzeugten Vorplasmas auf der Folienoberfläche berücksichtigt.

Für grobe Abschätzungen können Sie rechts die Formel (1) berechnen.




[1] Kluge et al., Phys. Rev. Lett. 107, 205003 (2011)
[2] Kruer et al.
[3] Rödel et al., Phys. Rev. Lett. 109, 125002 (2012)

Hot electron temperature calculator

Berechnen Sie hier die Elektronentemperatur von heißen, laser-beschleunigten Elektronen an der Oberfläche von Folien nach [1-3]!
 


Die Korrektur der Laserfeldstärke (siehe Erklärung links) ist bereits berücksichtigt (Achtung, nur implementiert für Skalenlängen zwischen 0.1 und 0.4 Laserwellenlängen!). Möchten Sie auf die Korrektur verzichten, setzen Sie den Wert für die Skalenlänge bitte auf "-0.1"! Um das Plug-in zu benutzen, müssen Sie eventuell in Ihrem Browser externe unsichere Inhalte zulassen. Keine Gewähr!


Contact

Dr. Thomas Kluge

Scientist
Laser Particle Acceleration
t.klugeAthzdr.de
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