Kontakt

Dr. Thomas Kluge

Wissen­schaftler
Laser-Teilchenbeschleuni­gung
t.klugeAthzdr.de
Tel.: +49 351 260 2618

In der Laser-Ionenbeschleunigung untersuchen wir die Wechselwirkung des Laserpulses mit neuartigen Targetstrukturen. Durch eine geeignete Wahl von Materialien, Targetformen und Art der Wechselwirkung kann man die Eigenschaften der Ionenstrahlen wie Maximalenergie und Spektrum kontrollieren. Eine deartige Kontrolle ist für eine spätere Anwendung dieser Strahlen, wie zum Beispiel in der Tumortherapie, von großem Nutzen.

Unsere Gruppe beschäftigt sich mit der Modellierung, Simulation und Visualisierung von Teilchendynamik und Strahlungsphänomenen im Umfeld der Laser-Teilchenbeschleunigung und entwickelt dazu hochparallele Rechenverfahren.

Laser mit Spitzenleistungen im Petawatt-Bereich ermöglichen die Entwicklung zukunftsweisender ultrakompakter Teilchenbeschleuniger und Lichtquellen, deren Anwendungsspektrum von der Krebsforschung bis zur Untersuchung ultraschneller Prozesse reicht. Dedizierte Messplätze erlauben internen und externen Wissenschaftlern die Untersuchung und Nutzung relativistischer Laserplasma-Prozesse.
Leiter: 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!


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