Lazerle oluşturulan plazma ortamlarının hidrodinamik modellenmesi

Abstract

LAZERLE OLUŞTURULAN PLAZMA ORTAMLARININ HİDRODİNAMİKMODELLENMESİPınar DEMİRAnahtar Kelimeler: Hidrodinamik Modelleme, Lazerle Oluşturulan Plazmalar, X-Işını LazerlerÖzet: X-ışını lazer elde etmek için aktif ortam olarak lazerle oluşturulan plazmalarkullanılır. Lazerle oluşturulan plazmaların elektron yoğunluğu, elektron sıcaklığı gibiplazma parametreleri ve bu plazmalardan yayılan ışımalar deneysel ve teorik olarakincelenir.Bu tezde, Demir hedefin iki atımdan oluşan sürücü lazerle enine aydınlatılmasıylaoluşan Ne-benzeri Demir plazma ortamı teorik olarak incelendi. Modellemedehidrodinamik kod EHYBRID kullanıldı. Elektron yoğunluğu, elektron ve iyonsıcaklığı gibi genel plazma parametrelerinin sürücü lazer konfigürasyonuna bağlıdeğişimleri incelendi. Simülasyonda ön-atım süresi, ön-atım şiddeti ve ana-atımgecikme zamanına bağlı olarak plazma parametrelerinin değişimi hesaplandı. Busürücü lazer konfigürasyon parametreleri, oluşan plazmanın elektron yoğunluğu,elektron sıcaklığı gibi plazma özelliklerini dolayısıyla x-ışını lazer üretimi için uygunolan aktif ortam oluşumunu etkiler ve belirler.Son yıllarda geliştirilmiş olan, hedefle açı yapacak şekilde pompalama tekniğikullanılarak oluşturulan Ni-benzeri Sn ve Ni-benzeri Mo x-ışını lazer kazançortamları EHYBRID kodu ve bir son-işlemci kod kullanılarak modellendi.Simülasyonlarda Kalay ve Molibdenyum hedeflerinin, önce hedef normalidoğrultusunda gönderilen bir ön lazer atımıyla aydınlatılarak bir ön-plazmaoluşturulduğu ve ardından hedefle açı yapacak şekilde gönderilen bir ana-atımlaaydınlatılmasıyla da lazer kazanç ortamı oluşturulduğu kabul edildi. Sürücü lazerkonfigürasyon parametrelerine bağlı olarak Ni-benzeri Sn ve Ni-benzeri Mo x-ışınılazer kazanç ortamları modellendi ve lazer oluşumu için en iyi sürücü lazerkonfigürasyonu ve plazma koşulları belirlendi.

HYDRODYNAMIC MODELLING OF LASER PRODUCED PLASMAMEDIAPınar DEMİRKeywords: Hydrodynamic Modelling, Laser Produced Plasmas, X-Ray LasersAbstract: Laser produced plasmas are used as active medium for producing X-raylaser. Plasma parameters such as electron density, electron temperature, andradiations emitting from this plasmas are investigated experimentally andtheoretically.In this thesis, Ne-like Fe plasma medium produced by irradiating iron target withdriving laser composed of two pulses is investigated theoretically. EHYBRID code isused for modelling. Variations of general plasma parameters such as electrondensity, electron temperature by driving laser configuration are investigated. In thesimulation, variations of plasma parameters by pre-pulse duration, pre-pulse intensityand delay time are calculated. The driving laser parameters affect and determine theplasma properties and x-ray laser active medium.Ni-like Sn and Ni-like Mo x-ray laser gain media produced using recently developedgrazing incidence pumping method are simulated using EHYBRID code and a post-processor code. In the simulations, it is assumed that a pre-plasma is produced byirradiating Tin and Molibdenum targets with a pre-pulse in the direction of targetnormal and then laser gain medium is produced by irradiating the targets with amain-pulse with a grazing incidence angle. Ni-like Sn and Ni-like Mo x-ray lasergain madia are modelled for driving laser configuration parameters. Optimumdriving laser configuration and plasma conditions for producing x-ray laser aredetermined.