ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

playerTrialDesktop

המחברים מבקשים להודות בתודה תמיכה כספית בתנאי לצורך מחקר זה על ידי הקרן הלאומית למדע (גרנט לא: CMMI-0653578, CBET-0853890).

1. מערכת ההתקנה אופטי (איור 1) <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הגדרת הצלחת חצי גל מקטב בעקבות פלט לייזר כדי להתאים את האנרגיה הדופק לייזר. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> להקים קרן splitter אחרי מקטב לפצל את הדופק לייזר שתי פעימות הדופק: משאבת והדופק בדיקה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> השתמש ארבעה מראות המשקפות ובמה translational ידנית על מנת לבנות מכשיר עיכוב אופטי דופק את המשאבה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> השתמש עוד מראות המשקפות ארבע להנחות את הדופק משאבת להגיע אל פני השטח היעד אנכית. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הגדרת גנרטור הרמוני 2 (SHG) להפוך את הדופק לייזר באורך גל של nm 800 ל -400 ננומטר. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> השתמש מפריד הרמונית להעביר את הדופק 800 ננומטר ומשקפים את הדופק ל -400 ננומטר. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הגדרת כמפחית קרן וזוג עדשות focally כדי להתאים את גודל ואת ההתכנסות של הדופק בדיקה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הגדרת התקן אחר עיכוב אופטי, כאמור בשלב 1.3, את הדופק בדיקה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> השתמש טבעת איריס להתאים את שטח שלבדיקה הדופק ולוודא את הדופק בדיקה להעביר את השטח למטרה אופקית מצטלבים עם דופק את המשאבה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הגדרת שתי עדשות אובייקטיביים ומסננים כמה לייצר את הדימוי של אזור פלזמה להתקבל על ידי מכשיר תשלום מצמידים התעצמה (ICCD) המצלמה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> חבר את המחשב, לייזר, מצלמה ICCD הבקר שלה באמצעות כבלי BNC או כבל USB. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> להתאים את זמן השהיה של בקר המצלמה עד המצלמה לוכדת תמונה של הדופק בדיקה. לפיכך, דופק את החללית ואת המצלמה מסונכרנים. </li></ol> 2. משאבה בדיקה סנכרון <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הנח קרן splitter בצומת של דופק את המשאבה ואת הדופק בדיקה, ולהקים שתי פוטודיודות לקבל שתי פעימות. שני פוטודיודות צריך באותו מרחק מן ספליטר הקורה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> השתמש אוסצילוסקופ לקבל את האותות של שני פוטודיודות, ולעבור לשלב עיכוב על דרך הדופק משאבת הקורה עד Proקבצים של דופק את המשאבה ואת הדופק בדיקה חופפים זה עם זה על המסך אוסצילוסקופ. ברמת דיוק של 20 נ.ב. מושגת בשל ההחלטה הזמני של אוסצילוסקופ. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הסר את הקורה מפצל ושני פוטודיודות כאמור בשלב 2.1. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> התאם את שלב עיכוב על דרך הדופק משאבת הקורה עד לאזור פירוט האוויר יכול פשוט לצפות במסך ICCD. בזמן היווצרות של תקלה באוויר ניתן היה לזהות במקום רקע אחיד נקבע אפס זמן עיכוב. </li></ol> 3. לדוגמה שלב ההכנה <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> להקים מעבדה ג&#39;ק בשני שלבים ליניאריים ידנית כדי להעביר את המדגם עם שלוש דרגות חופש. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> השתמש אינדיקטור חיוג shims דיוק גבוהה כדי להשיג שטיחות גבוהה של השלבים. ההבדל גובה צריך להיות בטווח של 1 מיקרומטר לכל במרחק של 25.4 מ&quot;מ. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> חותכים חתיכה מרובע (30 מ&quot;מ × 30 מ&quot;מ) מתוך גיליון Cu עם עובי של 0.8 מ&quot;מ בעזרת כרסוםהמכונה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> פולין צדדי צר (30 מ&quot;מ × 0.8 מ&quot;מ) של היצירה Cu עד חספוס פני השטח הוא מתחת 0.5 מיקרומטר. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> תקן את היצירה Cu על הבמה את המדריך למעלה עם פנים צרות מלוטש למעלה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> העבר את היעד על ידי שימוש במה אחת כאמור בשלב 3.1) ואילו לפקח מעמדה באמצעות המצלמה ICCD כך שכל הטיה תוכלו להתאים על ידי הוספת shims דיוק גבוהה מתחת ליעד. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> חזור על שלב 3.6 משלב את המדריך השני. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לקדוח עשרות חורים על המטרה בעוד משתנים את המיקום של העדשה על ידי מיקוד ידני בשלב 3 דיוק גבוהה. מיקום מוקד מקביל לתפקיד של העדשה מרכזית בו את החור הקטן ביותר הוא קדח. </li></ol> 4. אבלציה ומדידה <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> להעביר את מיקוד העדשה עד למרחק של כ 50 מיקרומטר הרחק מנקודת המוקד. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> להזיז את הבמה עיכוב על נתיב קרן הדופק בדיקה עם מרווח של 0.3 מ&quot;מ כדי ללכוד את התמונה בכל PS 2 עד 10 PS, אועם מרווח של 3 מ&quot;מ כדי ללכוד את התמונה בכל 20 עד 480 PS PS. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> חזור על שלב 4.2 עבור מספר פעמים עבור הדירות ודיוק. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> להעביר את מיקוד העדשה עד למרחק של כ 50 מיקרומטר הרחק מנקודת המוקד, וחזור על שלב 4.3. </li></ol> 5. נציג תוצאות התמונות shadowgraph הנמדדים בהם באיור. איור 2 ו. 3, את נקודת הכובד מעט מעל ומתחת לפני היעד, בהתאמה. עמדות והרחבת אורכיים רדיאלי הם להתוות איור. איור 4 ו. 5. את הרחבות האורך של שני מקרים 1 100 PS הם שונים באופן משמעותי, עם זאת, הרחבות האורך שלהם הבאה 400 PS ו הרחבות רדיאליים שלהם דומים. במקרה הראשון, פלזמה מוקדמת בטווח של 100 נ.ב. יש מבנה חד ממדי הרחבה בהיקף של מספר שכבות. במקרה השני, PL מוקדםאסמא יש מבנה דו מימדי ההרחבה זה לא משנה הרבה בתוך 100 PS. מודל הסימולציה 12 משמש לחקור את המנגנון של האבולוציה פלזמה מוקדם. אפס זמן מוגדר בזמן הדופק לייזר השיא מגיע לפני השטח היעד. את מדומה המוקדמות התפתחות תהליכים פלזמה מסכים גם עם התוצאות נמדדו הן של שני המקרים האלה, כפי שמוצג באיור. איור 6 ו. 7, בהתאמה. היווצרות של פלזמה מוקדם בתוך 1 PS הוא ניבא גם במקרה הראשון באמצעות מודל סימולציה באיור. 8. פלזמה מוקדם נמצא יש פירוט האוויר באזור ואת אזור פלזמה מ&quot;ק. פירוט האוויר נגרמת על ידי 1 יינון רב פוטון ולאחר מכן ואחריו יינון מפולת. במקרה השני, לעומת זאת, המוקד הוא מתחת לפני השטח היעד ולא באזור נפרד פירוט האוויר נוצר. במקום זאת, יינון האוויר מתרחשת ליד PLA Cuמול SMA והיא נגרמת על ידי בשל ההשפעה יינון על אלקטרונים חופשיים שנפלטו מן המטרה מ&quot;ק. <img alt="איור 1" src="/files/ftp_upload/4033/4033fig1.jpg" /> באיור 1. סכמטי של מדידת המשאבה, בדיקה shadowgraph. <img alt="איור 2" src="/files/ftp_upload/4033/4033fig2.jpg" /> איור 2. Cu פלזמה הרחבת לפעמים עיכוב רצופים עם נקודת מיקוד מעט מעל פני השטח. לייזר באורך גל: 800 ננומטר, משך הדופק: 100 FS: צפיפות הספק: 4.2 × 10 14 W / cm 2: היעד: מ&quot;ק. <img alt="איור 3" src="/files/ftp_upload/4033/4033fig3.jpg" /> איור 3. Cu פלזמה הרחבת לפעמים עיכוב רצופים עם נקודת מיקוד מעט מתחת לפני השטח. לייזר באורך גל: 800 ננומטר, משך הדופק: 100 FS: צפיפות הספק: 4.2 × 10 14 W / cm 2: היעד: מ&quot;ק. &lt;img alt = &quot;איור 4&quot; src = &quot;/ files/ftp_upload/4033/4033fig4.jpg&quot; /&gt; איור 4. פלזמה אורך ועמדות הרחבה רדיאליים בזמנים עיכוב רצופים עם מוקד מעט מעל פני השטח. לייזר באורך גל: 800 ננומטר, משך הדופק: 100 FS: צפיפות הספק: 4.2 × 10 14 W / cm 2: היעד: מ&quot;ק. <img alt="איור 5" src="/files/ftp_upload/4033/4033fig5.jpg" /> איור 5. פלזמה אורך ועמדות הרחבה מחוגי הזמן עיכוב רצופים עם נקודת מיקוד מעט מתחת לפני השטח. לייזר באורך גל: 800 ננומטר, משך הדופק: 100 FS: צפיפות הספק: 4.2 × 10 14 W / cm 2: היעד: מ&quot;ק. איור 6. אנימציה של התפשטות פלזמה נמדד ומחושב תוך זמן עיכוב של 70 נ.ב. עם נקודת מיקוד מעט מעל פני השטח. לייזר באורך גל: 800 ננומטר, משך הדופק: 100 FS: צפיפות הספק: 4.2 × 10 14 </sup&gt; W / cm 2: היעד: Cu. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/4033/4033movie6.avi" target="_blank">לחץ כאן כדי לראות את האנימציה</a> . איור 7. אנימציה של התפשטות פלזמה נמדד ומחושב תוך זמן עיכוב של 70 נ.ב. עם נקודת מיקוד מעט מתחת לפני השטח. לייזר באורך גל: 800 ננומטר, משך הדופק: 100 FS: צפיפות הספק: 4.2 × 10 14 W / cm 2: היעד: Cu. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/4033/4033movie7.avi" target="_blank">לחץ כאן כדי לראות את האנימציה</a> . איור 8. אנימציה של התפשטות פלזמה נמדד ומחושב תוך זמן עיכוב של 1 PS עם נקודת מיקוד מעט מעל פני השטח. לייזר באורך גל: 800 ננומטר, משך הדופק: 100 FS: צפיפות הספק: 4.2 × 10 14 W / cm 2: היעד:. Cu <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/4033/4033movie8.avi" target="_blank">לחץ כאן כדי להציג אנימציה &lt;</a>/&gt;.

<ol><li>Garnov, S. V., Malyutin, A. A., Tsarkova, O. G., Konov, V. I., Dausinger, F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Ultrafast+laser-induced+plasma+diagnostics+with+time-spatial+resolved+shadow+and+interferometric+techniques%5BTitle%5D)+AND+%22Proc.+SPIE%22%5BJournal%5D)">Ultrafast laser-induced plasma diagnostics with time-spatial resolved shadow and interferometric techniques.</a> Proc. SPIE. 4637, 31-42 (2002).</li>
<li>Zhang, N., Zhu, X., Yang, J., Wang, X., Wang, W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Time-resolved+shadowgraphs+of+material+ejection+in+intense+femtosecond+laser+ablation+of+aluminum%5BTitle%5D)+AND+%22Phys.+Rev.+Lett%22%5BJournal%5D)">Time-resolved shadowgraphs of material ejection in intense femtosecond laser ablation of aluminum.</a> Phys. Rev. Lett. 99, 167602(2007).</li>
<li>Li, J., Wang, X., Chen, Z., Clinite, R., Mao, S. S., Zhu, P., Sheng, Z., Zhang, J., Cao, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Ultrafast+electron+beam+imaging+of+femtosecond+laser-induced+plasma+dynamics%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Appl.+Phys%22%5BJournal%5D)">Ultrafast electron beam imaging of femtosecond laser-induced plasma dynamics.</a> J. Appl. Phys. 107, 083305(2010).</li>
<li>Veysman, M. E., Agranat, M. B., Andreev, N. E., Ashitkov, S. I., Fortov, V. E., Khishchenko, K. V., Kostenko, O. F., Levashov, P. R., Ovchinnikov, A. V., Sitnikov, D. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Femtosecond+optical+diagnostics+and+hydrodynamic+simulation+of+Ag+plasma+created+by+laser+irradiation+of+a+solid+target%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Phys.+B%22%5BJournal%5D)">Femtosecond optical diagnostics and hydrodynamic simulation of Ag plasma created by laser irradiation of a solid target.</a> J. Phys. B. 41, 125704(2008).</li>
<li>Geindre, J. P., Audebert, P., Rousse, A., Falliés, F., Gauthier, J. C., Mysyrowicz, A., Santos, A. D., Hamoniaux, G., Antonetti, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Frequency-domain+interferometer+for+measuring+the+phase+and+amplitude+of+a+femtosecond+pulse+probing+a+laser-produced+plasma%5BTitle%5D)+AND+%22Opt.+Lett%22%5BJournal%5D)">Frequency-domain interferometer for measuring the phase and amplitude of a femtosecond pulse probing a laser-produced plasma.</a> Opt. Lett. 19, 1997-1999 (1994).</li>
<li>Inogamov, N. A., Anisimov, S. I., Petrov, Y. uV., Khokhlov, V. A., Zhakhovskii, V. V., Nishihara, K., Agranat, M. B., Ashitkov, S. I., Komarov, P. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Theoretical+and+experimental+study+of+hydrodynamics+of+metal+target+irradiated+by+ultrashort+laser+pulse%5BTitle%5D)+AND+%22Proc.+SPIE%22%5BJournal%5D)">Theoretical and experimental study of hydrodynamics of metal target irradiated by ultrashort laser pulse.</a> Proc. SPIE. 7005, 70052F.1-70052F.10 (2008).</li>
<li>Flacco, A., Guemnie-Tafo, A., Nuter, R., Veltcheva, M., Batani, D., Lefebvre, E., Malka, V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Characterization+of+a+controlled+plasma+expansion+in+vacuum+for+laser+driven+ion+acceleration%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Appl.+Phys%22%5BJournal%5D)">Characterization of a controlled plasma expansion in vacuum for laser driven ion acceleration.</a> J. Appl. Phys. 104, 103304.1-103304.5 (2008).</li>
<li>Mao, S. S., Mao, X., Greif, R., Russo, R. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Simulation+of+a+picosecond+laser+ablation+plasma%5BTitle%5D)+AND+%22Appl.+Phys.+Lett%22%5BJournal%5D)">Simulation of a picosecond laser ablation plasma.</a> Appl. Phys. Lett. 76, 3370-3372 (2000).</li>
<li>Chen, Z., Mao, S. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Femtosecond+laser-induced+electronic+plasma+at+metal+surface%5BTitle%5D)+AND+%22Appl.+Phys.+Lett%22%5BJournal%5D)">Femtosecond laser-induced electronic plasma at metal surface.</a> Appl. Phys. Lett. 93, 051506.1-051506.3 (2008).</li>
<li>Kononenko, T. V., Konov, V. I., Garnov, S. V., Danielius, R., Piskarskas, A., Tamoshauskas, G., Dausinger, F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Comparative+study+of+the+ablation+of+materials+by+femtosecond+and+pico-+or+nanosecond+laser+pulses%5BTitle%5D)+AND+%22Quantum+Electron%22%5BJournal%5D)">Comparative study of the ablation of materials by femtosecond and pico- or nanosecond laser pulses.</a> Quantum Electron. 29, 724-728 (1999).</li>
<li>Dausinger, F., Hügel, H., Konov, V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Micro-machining+with+ultrashort+laser+pulses%3A+From+basic+understanding+to+technical+applications%5BTitle%5D)+AND+%22Proc.+SPIE%22%5BJournal%5D)">Micro-machining with ultrashort laser pulses: From basic understanding to technical applications.</a> Proc. SPIE. 5147, 106-115 (2003).</li>
<li>Hu, W., Shin, Y. C., King, G. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Early-stage+plasma+dynamics+with+air+ionization+during+ultrashort+laser+ablation+of+metal%5BTitle%5D)+AND+%22Phys.+of+Plasmas%22%5BJournal%5D)">Early-stage plasma dynamics with air ionization during ultrashort laser ablation of metal.</a> Phys. of Plasmas. 18, 093302.1-093302.12 (2011).</li>
</ol>

אין ניגוד עניינים הצהיר.

המדידה וסימולציה שיטות שהוצגו במאמר זה לאפשר בדיקות מדויקות יותר של הדינמיקה פלזמה הראשונים והבנה טובה יותר של המנגנונים יינון עבור שניהם אוויר מ&quot;ק. מבנים באיכות גבוהה פלזמה נלכדים עם רזולוציה הזמני של 1 PS ו ברזולוציה מרחבית של 1 מיקרומטר. מדידה זו הדירות גבוה מדי. ההליך הוא קריטי כדי ליישר את קרן היטב ולהכין משטח היעד עם השטיחות גבוהה כמו גם חספוס נמוך. גישה זו ניתן ליישם חומרים אחרים היעד ופרמטרים לייזר שונים. המגבלה היחידה של שיטה משאבה בדיקה shadowgraph הוא מספר נמוך מדי צפיפות אלקטרונים שונות.

<table border="1" style=";text-align:right;direction:rtl"><tbody><tr><td> שם הציוד </td><td> חברה </td><td> מספר קטלוגי </td></tr><tr><td> לייזר </td><td> Spectra-Physics </td><td> SPTF-100F-1K-1P </td></tr><tr><td> ICCD המצלמה </td><td> פרינסטון מכשירים </td><td> 7467-0028 </td></tr><tr><td> אוסצילוסקופ </td><td> Rigol </td><td> DS1302CA </td></tr><tr><td> Photodiode </td><td> ניופורט </td><td> 818-BB30 </td></tr><tr><td> יישור קווי הבמה </td><td> ניופורט </td><td> 433 </td></tr><tr><td> חוגן </td><td> Mitutoyo </td><td> ID-C112E </td></tr></tbody></table>

חקירת evolution פלזמה מוקדם בהשפעת לייזר ultrashort קטניות

Investigation of Early Plasma Evolution Induced by Ultrashort Laser Pulses

פלזמה מוקדם שנוצר עקב הקרנת לייזר גבוהה עוצמת היעד יינון לאחר מכן החומר היעד. הדינמיקה שלה משחק תפקיד משמעותי באינטראקציה לייזר חומר, במיוחד בסביבה אוויר 1-11. האבולוציה פלזמה מוקדם כבר שנתפסו באמצעות משאבה בדיקה shadowgraphy 1-3 ו interferometry 1,4-7. עם זאת, פרמטר הטווחים למד מסגרות זמן ויישומי לייזר מוגבלים. לדוגמה, בדיקות ישירות של מקומות פלזמה הקדמיות וצפיפות מספר אלקטרונים בתוך זמן עיכוב של picosecond 100 (PS) לגבי הדופק לייזר השיא עדיין מעט מאוד, במיוחד עבור הדופק ultrashort משך סביב femtosecond 100 (FS) ו צפיפות הספק נמוכה סביב 10 14 W / cm 2. פלזמה מוקדם שנוצר בתנאים אלה לא רק נתפס לאחרונה עם החלטות של זמן ומרחב גבוהה 12. הגדרת אסטרטגיה מפורטתנהלי המדידה הזו דיוק גבוהה יהיה לידי ביטוי במאמר זה. הרציונל של מדידה אופטית היא shadowgraphy משאבה בדיקה: 1 לייזר UltraShort הדופק מפוצל לדופק המשאבה ואת הדופק בדיקה, תוך השהיית זמן בין אותם ניתן להתאים על ידי שינוי נתיב הקורה שלהם אורכי. הדופק משאבת ablates היעד ויוצר פלזמה מוקדם, הדופק בדיקה מתפשטת דרך האזור פלזמה מזהה אחידות הלא צפיפות מספר האלקטרונים. בנוסף, אנימציות נוצרות באמצעות תוצאות שנמדדות מודל סימולציה של שופט. 12 כדי להמחיש את היווצרות והתפתחות פלזמה עם רזולוציה גבוהה מאוד (0.04 ~ 1 PS). גם שיטת הניסוי ואת שיטת הדמיה ניתן ליישם במגוון רחב של מסגרות זמן ופרמטרים לייזר. שיטות אלה ניתן להשתמש כדי לבחון את הפלזמה מוקדם שנוצר לא רק מתכות, אלא גם מוליכים למחצה ומבודדים.

שיטת הניסוי לבחון את האבולוציה פלזמה מוקדם הנגרם על ידי לייזר UltraShort פולסים מתואר. באמצעות שיטה זו, תמונות באיכות גבוהה של פלזמה מוקדם מתקבלים עם החלטות של זמן ומרחב גבוהה. מודל הרומן atomistic משולב משמש כדי לדמות ולהסביר את מנגנוני פלזמה מוקדם.

חקירת Evolution פלזמה מוקדם בהשפעת לייזר UltraShort קטניות

פלזמה מוקדמת נוצרת כתוצאה מהקרנה של לייזר בעצימות גבוהה אל המטרה והיוניזציה העוקבת של חומר המטרה. הדינמיקה שלה משחקת...

מטרת ניסוי זה היא לבחון את התפתחות הפלסמה המוקדמת המושרה על ידי פולסי לייזר קצרים במיוחד, ברזולוציות זמניות ומרחביות גבוהות. הדבר מושג באמצעות הקמת מערכת אופטית שבה פולס לייזר קצר במיוחד מפוצל לפולס דחיפה (pump pulse) ולפולס בדיקה (probe pulse). כשלב שני.פולס העירור (pump pulse) ופולס הבדיקה (probe pulse) מסונכרנים, ובכך נקבע זמן השהייה אפס עבור התקן ההשהיה האופטית. לאחר מכן, הדגימה והבמה מוכנות במטרה להשיג מישור גבוה של פני השטח העליונים של הדגימה ולהבטיח שפני השטח העליונים של הדגימה יהיו מקבילים לפולס הבדיקה. לאחר מכן מבוצע תהליך אבלציה, כאשר נקודות המיקוד נמצאות מעט מעל ומעט מתחת למטרה.פעימת המשאבה מבצעת אבלציה של המטרה ומייצרת את הפלסמה הראשונית, בעוד שפעימת הגשש מונעת דרך אזור הפלסמה ומזהה את חוסר האחידות בצפיפות מספר האלקטרונים. בסופו של דבר, התוצאות מראות התרחבות של הפלסמה בזמני השהיה עוקבים על בסיס גרף הצלליות שנמדד. אנימציות נוצרות גם הן באמצעות התוצאות שחושבו כדי להמחיש את היווצרות הפלסמה ואת התפתחותה ברזולוציה גבוהה מאוד.שיטה זו יכולה לסייע במתן מענה לשאלות מפתח בתחום ה-Outshot lead, כגון השפעת מיקום נקודת המוקד וההתפתחות המוקדמת של הפלזמה על אבלציה בלייזר. המשמעות של טכניקה זו משתרעת על פני פיתוח ושימוש יעיל ב-ultra shore ledgers, מכיוון שהצופים, כמות האנרגיה שנספגת על ידי הפלזמה המוקדמת במהלך משך ה-ultra laser ויכולה לשמש להגברה של שדה הפלזמה עבור דיאגנוסטיקות שונות ועבודות עיבוד חומרים. המערכת האופטית שהותקנה למדידות pump probe ו-shadow graft כוללת לוחית חצי-גל ומקטב בעקבות פלט הלייזר כדי לכוונן את אנרגיית פעימת הלייזר.מפחלק קרן (beam splitter) הממוקם לאחר המקטב מפצל את פולס הלייזר לשני פולסים: פולס דחף (pump pulse) ופולס בדיקה (probe pulse). ארבע מראות מחזירות ובמה של העברה ידנית משמשים לבניית התקן עיכוב אופטי עבור פולס הדחף. ארבע מראות מחזירות נוספות מנתבות את פולס הדחף כך שיגיע למשטח המטרה בצורה אנכית.מחולל הרמוניה שני הופך את אורך הגל של פעימת הלייזר מ-800 nanometers ל-400 nanometers. לאחר מכן, מפריד הרמוניות מעביר את הפעימה של 800 nanometers ומחזיר את הפעימה של 400 nanometers. בשלב הבא מופיע מצמצם אלומה.התקן השהיה אופטי נוסף עבור קרן הבדיקה (probe). הפולס נבנה באמצעות ארבע מראות מחזירות וזוג עדשות מוקדות המכווננות את הגודל ואת ההתכנסות של פולס הבדיקה. טבעת צמצם (iris) מכווננת את שטח פולס הבדיקה ומבטיחה שפולס הבדיקה יעבור את פני השטח של המטרה באופן אופקי ויחתוך את פולס העירור (pump) בסמוך לעדשות העדשה ולמספר מסננים, כדי להפיק את תמונת אזור הפלזמה שתתקבל במצלמת ה-intensified charged coupled device.לבסוף, המחשב, הלייזר, מצלמת ה-ICCD והבקר שלה מחוברים באמצעות כבלי BNC או כבלי USB; יש לכוונן את זמן ההשהיה של בקר המצלמה עד שהמצלמה לוכדת תמונה של קרן הבדיקה (probe). סנכרון אפקטיבי של פולס הבדיקה ושל פולס השאיבה (pump) של המצלמה מבוצע באמצעות מפחית אלומה (beam splitter) בנקודת המפגש של פולס השאיבה ופולס הבדיקה, ושתי דיודות פוטו מקבלות את שני הפולסים. שתי דיודות פוטו אלו צריכות להיות במרחק שווה ממפחית האלומה.לאחר מכן מסירים את מפליג האלומה ומשתמשים באוסצילוסקופ כדי לקלוט את האותים משתי הפוטודיודות הללו. מזיזים את שלב ההשהיה במסלול אלומת פעימת המשאב עד שפרופילי פעימת המשאב ופעימת הגשש חופפים זה לזה על מסך האוסצילוסקופ. דיוק של 20 picoseconds מושג בהתאם לרזולוציה הזמנית של האוסצילוסקופ לאחר הסנכרון.הסר את שתי הפוטודיודות. כוונן את במה של השהיה (delay stage) בנתיב קרן פולס המשאבה עד שניתן יהיה להבחין באזור פריצת האוויר (air breakdown) על מסך ה-ICCD. הזמן שבו ניתן לזהות את היווצרות פריצת האוויר במקום רקע אחיד נקבע כזמן השהייה אפס.חלק קריטי בטכניקה זו הוא להבטיח שהמטרה אינה חוסמת אף חלק מתמונת הפלזמה. ניתן להשיג זאת על ידי הכנת הדגימה והבמה כדי להגיע למישוריות גבוהה של פני השטח העליונים של הדגימה, ולהפוך את פני השטח העליונים של הדגימה למקבילים למסלול הגשוש. התחילו את הכנת הבמה עם הגדרת ג'ק מעבדה ושתי במות ליניאריות ידניות.הזז את הדגימה עם שלושה דרגות חופש, בעזרת שעון מדידה ושימס בעלי דיוק גבוה. כדי להשיג מישוריות גבוהה של הבמות, הפרש הגבהים צריך להיות עד מיקרון אחד למרחק של 25.4 מילימטרים. לאחר מכן, השתמש במכונת כרסום כדי להכין דגימה על ידי חיתוך פיסה ריבועית מגילי נחושת בעובי של 0.8 מילימטרים. השתמש במכונת ליטוש כדי ללטש צד צר של פיסת הנחושת עד שחספוס הפנים יהיה נמוך מ-0.5 מיקרון.קבעו את פיסת הנחושת על הבמה הידנית העליונה כאשר הצד הצר והמלוטש פונה כלפי מעלה. הזו את המטרה באמצעות במה ידנית אחת תוך ניטור מיקומה באמצעות מצלמת ה-ICCD, כך שניתן יהיה לתקן כל נטייה על ידי הכנסת SHIs בדיוק גבוה מתחת למטרה. חזרו על תהליך זה עם הבמה הידנית השנייה.לבסוף, קדחו תריסר חורים במטרה תוך שינוי מיקום עדשת המיקוד באמצעות במה ידנית נוספת בעלת דיוק גבוה. מיקום נקודת המיקוד תואם למיקום עדשת המיקוד שבו נקדח החור הקטן ביותר. את המדידה בפועל יש לבצע בחשיכה.עם זאת, למטרות צילום, נעזרנו במעט אור כדי לבצע את האבלציה. ראשית, הזז את עדשת המיקוד למרחק של כ-50 microns מנקודת המיקוד. לאחר מכן, הזז את במת ההשהיה במסלול קרן פעימת העזר במרווחים של 0.3 millimeters כדי ללכוד את התמונה.בכל שתי פיקו-שניות עד להגעה ל-10 פיקו-שניות, או במרווח של שלושה מילימטרים כדי ללכוד את התמונה בכל 20 פיקו-שניות עד להגעה ל-480 פיקו-שניות. חזור על תהליך זה מספר פעמים כדי להבטיח הדירות ודיוק. כשלב סופי, הזז את עדשת המיקוד למרחק של כ-50 מיקרון מהנקודה המוקדת ולכוד את התמונות.שוב, מוצגות תמונות גרף-צל (shadow graph) שנמדדו כתוצאה מהתרחבות פלזמת נחושת בזמני השהיה רצופים. תמונות אלו תואמות למצב שבו נקודת המוקד נמצאת מעט מעל ומעט מתחת לפני שטח המטרה. כאן, מוצגות בגרף מיקומי ההתרחבות האורכיים והרדיאליים עבור המקרים שבהם נקודת המוקד נמצאת מעט מעל ומעט מתחת לפני שטח המטרה.ההתרחבויות האורכיות בשני המקרים הללו שונות באופן משמעותי ב-100 הפיקו-שניות הראשונות; במקרה הראשון, לפלסמה המוקדמת בתוך 100 פיקו-שניות יש מבנה התרחבות חד-ממדי המורכב משכבות מרובות. במקרה השני, לפלסמה המוקדמת יש מבנה התרחבות דו-ממדי שאינו משתנה במידה רבה בתוך 100 פיקו-שניות. עם זאת, ההתרחבויות האורכיות ב-400 הפיקו-שניות הבאות וההתרחבויות הרדיאליות דומות. כאן, נעשה שימוש במודל סימולציה כדי לחקור את מנגנון ההתפתחות של הפלסמה המוקדמת באמצעות סימולציה של צפיפות האלקטרונים כאשר נקודת המיקוד נמצאת מעט מעל פני השטח של המטרה.זמן אפס מוגדר כזמן שבו שיא פולס הלייזר מגיע לפני השטח של המטרה. אותו מודל משמש לבחינה של מקרים שבהם נקודת המיקוד נמצאת מעט מתחת לפני השטח של המטרה. תהליכי התפתחות הפלסמה המוקדמים שסומוללו תואמים היטב את התוצאות שנמדדו.בשני המקרים הללו, היווצרות הפלסמה המוקדמת בתוך פיקו-שנייה אחת נחזתה גם עבור המקרה הראשון באמצעות מודל הסימולציה; נמצא כי הפלסמה המוקדמת כוללת אזור פריצה של האוויר ואזור פלסמה של נחושת. במקרה השני, הפריצה של האוויר נגרמת תחילה על ידי יינון רב-פוטוני, ולאחריו יינון במפולת. עם זאת, נקודת המיקוד נמצאת מתחת לפני השטח של המטרה, ולכן לא נוצר אזור פריצה נפרד של האוויר.במקום זאת, יינון של האוויר מתרחש ליד חזית פלזמת הנחושת ונגרם על ידי יינון פגיעה כתוצאה מהאלקטרונים החופשיים שנפלטו ממטרה הנחושת לאחר התפתחותה. טכניקה זו סללה את הדרך עבור חוקרים בתחום של לייזר בקיצור (short pulse laser) לחקור את ההתפתחות המוקדמת של הפלזמה בתהליך האבלאציה. לאחר צפייה בסרטון זה, תהיו בעלי הבנה טובה של אופן השימוש בצילום צלליות (shadowgraph) למדידת פלזמות.

investigation-early-plasma-evolution-induced-ultrashort-laser

Research

JoVE Journal

Engineering

הנדסה

יכולות זיהוי LIBS על simulants הקרקע נבדקו באמצעות מגוון של אנרגיות דופק ופרמטרי עיתוי. עקומות כיול שימשו לקביעת מגבלות זיהוי ורגישויות לפרמטרים שונים. באופן כללי, התוצאות הראו שלא הייתה ירידה משמעותית ביכולות זיהוי באמצעות אנרגיות דופק נמוכות וגילוי שאינו מגודרת.

תלות של תוצאות ספקטרוסקופיה ההתפלגות מושרה לייזר על אנרגיות דופק ופרמטרים תזמון שימוש Simulants קרקע

מינים מולקולריים אטומיים ודו אטומיים זמן נפתר נמדדים באמצעות LIBS. הספקטרום נאספים בעיכובי זמן שונים הבאים הדור של פלזמה התמוטטות אופטית עם Nd: YAG לייזר וקרינה מנותחים להסיק צפיפות אלקטרונים וטמפרטורה.

מדידה וניתוח של מימן אטומי והמולקולרי דו האטומי ALO, C<sub&gt; 2</sub&gt;, CN, וההתפלגות מושרה הלייזר הבא TIO הספקטרום אופטית

פיתוח של חומרים אבלטיביים חדשים והמודלים המספריים שלהם דורש מחקר ניסיוני מקיף. פרוטוקול זה מתאר נהלים לאפיון תגובת חומר בזרימות פלזמה כאשר טכניקות הליבה הן שיטות לא פולשניות למעקב אחר נסיגת החומר יחד עם הכימיה בשכבת הגבול הריאקטיבית על ידי ספקטרוסקופיה של פליטה.

חקירת Layer פליטה ספקטרליים Boundary במהלך פולשני חומר בדיקה ב Plasmatron

נוצר מערך ניסיוני עבור סילון הפלזמה בתדר kHz המופעל על ידי הליום. המערך כולל כלוב לאספקת החשמל והסילון של הפלזמה וכור מובנה לניטור מינים ריאקטיביים המושרים על ידי פלזמה ללא הפרעה של האטמוספירה הסביבתית.

התקנת פלזמת לחץ אטמוספרה לחקר היווצרות המינים הריאקטיבי

אנו מציגים פרוטוקול ליצירת סרט בזמן אמת של חבילת גל סיבוב מולקולרי באמצעות מערך הדמיית פיצוץ קולומב ברזולוציה גבוהה.

הדמיה ישירה של סיבוב מולקולרי מהיר ליזר מונחה

מאמר זה מתאר כרום זורם מיקרוגל המשמש להפעלת כימיה יעילה שיווי משקל ליישום של המרה / הפעלה של מולקולות יציבות כגון CO 2 , N 2 ו CH 4 . מטרת ההליך המתואר כאן היא למדוד את טמפרטורת הגז באתרו המרה גז.

פלזמה מיקרוגל לא שיווי משקל עבור כימיה יעילה טמפרטורה גבוהה

פרוטוקול זה מתאר את השלבים המפתח ביצוע וניתוח ניסויים משאבת-בדיקה המשלב לייזר הפמטו-שנייה אופטי עם לייזר אלקטרונים חופשיים ללימוד התגובות פוטו אטמוספרי מרביים של מולקולות גז-פאזי.

טיפול נסיוני עבור הפמטו-שנייה ניר/UV - XUV ניסויים משאבת-בדיקה עם לייזר אלקטרונים חופשיים

אנו מציגים פרוטוקול דורשים בדיקה מרביים הרטט coherences ב polyatomic קטיונים רדיקלי כי התוצאה דיסוציאציה מולקולרית.

מדידה של מרביים הרטט Coherences ב Polyatomic רדיקלית קטיונים עם יינון אנווריאנטים חזק-שדה

פרוטוקול מוצג עבור הקרן אוטומטית של רדידות זהב דקות עם פולסים לייזר בעוצמה גבוהה. הפרוטוקול כולל תיאור שלב אחר שלב של תהליך ייצור היעד micromachining ומדריך מפורט לאופן שבו מטרות מובאות למוקד הלייזר בקצב של 0.2 הרץ.

אספקה אוטומטית של מטרות מיקרו-פבריקט לניסויים אינטנסיביים בהקרן לייזר

המטרה העיקרית של עבודה זו היא להקל על קבוצות מחקר שאינן מכירות את גשושיות לנגמיור וגשושיות פליטות להשתמש בהן כאבחון פלזמה, במיוחד ליד גבולות פלזמה. אנו עושים זאת על ידי הדגמה כיצד לבנות את הגשושיות מחומרים ואספקה זמינים.

בניית גשושיות Langmuir ו- Emissive Probes למדידות פוטנציאליות פלזמה בפלזמה בלחץ נמוך, פלזמה בטמפרטורה נמוכה

שיטת הניקור התרמופלסמוני משלבת מיקרוסקופ קונפוקלי, פינצטה אופטית וננו-חלקיקי זהב כדי לחקור תגובות חלבונים במהלך תיקון קרום פלזמה בתאים ובועיות חד-למלריות ענקיות. הטכניקה מאפשרת ניקוב מהיר ומקומי של הממברנה, ומאפשרת זיהוי חלבוני מפתח ותפקידם הפונקציונלי במנגנון המורכב לתיקון קרום הפלזמה.

גישה תרמופלסמונית לחקר תיקון קרום פלזמה בתאים חיים וקרומי מודל

חקור את האבולוציה המוקדמת של פלזמה המושפעת מפולסי לייזר קצרים במיוחד באמצעות מערכת אופטית מתקדמת עם פולסי משאבת חקר וסינכרון מדויק. שיטה זו מאפשרת הדמיה ברזולוציה גבוהה של דינמיקת הפלזמה ומסייעת להבנת ספיגת האנרגיה בתהליכי חיתוך לייזר.

חקירת Evolution פלזמה מוקדם בהשפעת לייזר UltraShort קטניות

גלה סרטונים נוספים