Messung von Plasmaeigenschaften im Grenzbereich von starken und schwach gekoppelten Plasmen

Häßner, Roland Otto GND

Neue, zeitaufgelöste Methoden zur Messung wichtiger innerer Plasmaparameter wie Elektronendichte und -temperatur im Grenzbereich von stark und schwach gekoppelten Laserplasmen sind das Thema dieser Arbeit. Durch die Messung der absoluten Brillianz mit Hilfe eines neuartigen Reflexionszonenplatten-Spektro- graphen wird dabei erstmals die hohe Konversionseffizienz von Laserenergie in Röntgenstrahlungsenergie - mit vergleichbaren Werten wie bei Synchrotrons - bei hoher spektraler und räumlicher Auflösung nachgewiesen. In weiteren Experimenten werden Elektronendichte und -temperatur zeitkorreliert in verschiedenen Stadien der Plasmaentwicklung mit Hilfe kohärenter, ultrakurzer Harmonischenstrahlung bekannter Frequenz und mit hoher Zeitauflösung detektiert. Dabei nutzt man die Eigenschaft des Plasmas, daß nur Strahlung mit Frequenz oberhalb der Elektronendichte-abhängigen Plasmafrequenz durch das Plasma transmittieren kann. Während in einem ersten Experiment erstmals gerade und ungerade Harmonischenstrahlung unter Einwirkung der ponderomotorischen Kraft bei hohen Lichtintensitäten von einer nichtlinear oszillierenden Plasmaoberfläche erzeugt werden, so wird im zweiten Experiment in einem neuartigen Pump-Probe-Aufbau die zeitlich aufgelöste Transmission von ungeraden Harmonischen durch ein lasererzeugtes Plasma beobachtet, die durch Fokussierung eines hochintensiven Laserstrahls in einen Edelgas-Jet entstehen. Insgesamt lassen diese Experimente neber der Vorstellung neuer Meßmethoden und -ergebnisse einen interessanten Einblick in die physikalischen Eigenschaften und Zustände laserproduzierter Plasmen zu, die diesen sogenannten vierten Aggregatszustand der Materie auch in Zukunft interessant erscheinen lassen.

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Häßner, Roland Otto: Messung von Plasmaeigenschaften im Grenzbereich von starken und schwach gekoppelten Plasmen. 1998.

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