XUV laserové experimenty se stěhují z fotbalových hřišť na stůl: Plazma vytvořené desorpcí kovového terče fokusovaným svazkem repetičního kompaktního extrémního ultrafialového laseru

Text

Pomocí tradičních elektrických diagnostických nástrojů, konkrétně jednoduchých a dvojitých Langmuirových sond, byly určeny parametry plazmatu generovaného na povrchu kovového (Bi) terče fokusovaným svazkem repetičního XUV kapilárního laseru stolních rozměrů. Přestože elektronová teplota XUV laserem generovaného plazmatu (1-3 eV) byla srovnatelná s ablačním plazmatem vytvořeným konvenčním laserem, elektronová hustota byla proti ablačnímu plazmatu o několik řádů nižší (~1013–1014 m−3). Šlo tedy o desorpční plazma s unikátními vlastnostmi. Běžné desorpční plazma vytvořené konvenčním dlouhovlnným laserem se studuje téměř výhradně hmotovou spektrometrií s měřením doby průletu (TOF MS – time-of-flight mass spectroscopy). Langmuirovými sondami by jej nebylo možno sledovat. XUV laser ovšem zajistí vyšší tok částic a stupeň ionizace. Jde konec konců o velmi intenzivní zdroj ionizujícího záření. Experiment představuje podstatný krok ve směru přenosu XUV laserových znalostí, zkušeností a technologií z velkých zařízení do laboratorního aplikačního měřítka. Repetiční krátkovlnné lasery by v laboratořích, v budoucnu i průmyslových, mohly vytvářet nanostruktury, modifikovat optické, chemické a mechanické vlastnosti povrchů, a metodou PLD (pulsed laser deposition) produkovat tenké vrstvy požadovaných vlastností. Výsledky byly získány ve spolupráci s KFPP MFF UK a ÚFCH J. Heyrovského AV ČR, v. v. i., jako součást prací na PhD dizertaci P. Piry.

plazma.png
Popis
Nahoře: schematické znázornění diagnostického uspořádání s jednoduchou (a) a dvojitou (b) Langmuirovou sondou; 1 – masívní kovový terč (zde Bi) ozářený fokusovaným svazkem XUV laseru, 2 – plazmový výtrysk, 3 – elektricky vodivá sonda v keramickém obložení, 4 – zdroj napětí, 5 – digitální osciloskop s vlastní sondou, 6 – galvanicky izolovaná zem, d –s zdálenost sondy od terče, R – 2,28 M Ω odpor sondy osciloskopu. Dole: Elektronové hustoty (vlevo) a teploty (vpravo) určené v různých vzdálenostech od terče pomocí jednoduché Langmuirovy sondy v desorpčním bizmutovém plazmatu.