Skip to main content
SUPERVISOR
Zafarollah Kalantari,Akbar Parvazian
سیدظفراله کلانتری (استاد مشاور) اکبر پروازیان (استاد راهنما)
 
STUDENT
Elham Askari
الهام عسکری

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده فیزیک
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1391

TITLE

Charged particles acceleration by femtosecond intense laser pulse interaction with a nanometer thick solid target
Acceleration of charged particles in accelerators is currently one of the most atractive problems. Following the invention of the laser in order PW, a new approach was introduced for the production of high-energy charged particles. New accelerators are based on the interaction of laser- plasma. The main advantage of plasma-based accelerators is that they can sustain extremely large acceleration gradients. The value of this field is 10,000 times greater than the fields generated by linear accelerators. There are different methods for the acceleration of electrons and ions which they were explained in this thesis. accelerated electrons and ions by laser- plasma acceleration have applications in various fields such as fast ignition, proton therapy and radiography. In this thesis, using software simulation of two-dimensional particle in cell XOOPIC, we simulated the interaction of laser pulses with solid medium. In this simulation,we investigated interaction a linear polarized laser pulse with an intensity equal to with the solid carbon target with a thickness of 400 nm. In interaction of laser pulses with a solid target, because the medium is opaque to the laser pulse passes, so the laser pulse can't pass the target. In the simulation, the target thickness is relatively high, so the radiation pressure of the laser pulse, creates a parabolic deformation in the plasma. This deformation causes the laser pulse penetration into inside of the target, this process is called hole boring. Hole boring, creats an ion channel in target, so medium become traarent for the laser pulse passes so causing accelerating electrons and ions.
شتاب‌دادن ذرات باردار در شتاب‌دهنده‌های بزرگ و کوچک یکی از مسایل جذاب مورد بررسی در حال حاضر می‌باشد. به دنبال اختراع لیزر‌هایی از مرتبه پتا وات ( )، رویکرد جدیدی برای تولید ذرات باردار پر انرژی مطرح شد. شتاب‌دهنده‌های جدید بر پایه برهم‌کنش لیزر با محیط پلاسما می‌باشند. هنگامی که یک پالس لیزر پر توان به هدف برخورد می‌کند، هدف به سرعت یونیده می‌شود و به پلاسما تبدیل می‌شود. میدان‌های الکتریکی بسیار قوی ایجاد شده در محیط پلاسما با دامنه‌های بسیار زیاد در حدود رکن اصلی شتاب‌دهی ذرات در این نوع شتاب‌دهنده‌ها می‌باشند. مقدار این میدان‌ها 10000 برابر بیشتر از میدان‌های تولید شده به‌وسیله شتاب‌دهنده‌های خطی می‌باشند. روش‌های متفاوتی برای شتاب دهی الکترون و یون وجود دارد که در این پایان نامه به توضیح آنها پرداخته‌ایم. الکترون‌ها و یون‌های شتاب‌داده شده در شتاب‌دهنده‌های لیزر- پلاسما در زمینه‌های مختلفی مانند همجوشی به‌ روش اشتعال سریع و درمان تومورهای سرطانی کاربرد دارند. در این پایان‌‌نامه با استفاده از نرم‌افزار شبیه سازی دو بعدی ذره در جعبه XOOPIC، برهم‌کنش پالس لیزر با محیط جامد را شبیه‌سازی کردیم. در این شبیه‌سازی یک پالس لیزر قطبیده خطی با شدتی برابر با را بر هدف جامد کربن با ضخامت 400 نانومتر تاباندیم. در بر‌هم‌کنش پالس لیزر با یک هدف جامد، چون محیط جامد در برابر عبور پالس لیزر کدر است، بنابراین پالس لیزر نمی‌تواند از هدف عبورکند. در این مورد، انرژی لیزر توسط باریکه‌های الکترون‌های داغ به قسمت‌های مختلف هدف انتقال داده می‌شود. در شبیه سازی انجام شده چون ضخامت هدف نسبتاً زیاد است، بنابراین فشار تابشی پالس لیزر، یک تغییر شکل سهمی‌وار در سطح پلاسما ایجاد می‌کند. این تغییر شکل سبب نفوذ پالس لیزر به قسمت‌های داخلی هدف می‌شود، این فرآیند را حفر سوراخ می‌‌نامند. حفر سوراخ، یک کانال یونی در هدف ایجاد می‌کند، بنابراین محیط برای عبور پالس لیزر شفاف می‌شود و سبب شتاب‌دهی الکترون‌ها و یون‌ها می‌شود.ما چگونگی فرآیند حفر سوراخ توسط پالس لیزر، در هدف را مشاهده کردیم و توانستیم الکترون‌ها و پروتون‌ها را شتاب ‌دهیم.

ارتقاء امنیت وب با وف بومی