X-ışını lazer ortamının belirlenmesi

Abstract

ÖZET Anahtar Kelimeler : X-ışını lazerler, Lazer-plazma etkileşmeleri, X-ışını spektroskopisi. X-ışını lazeri elde etmek için aktif ortam olarak lazerle oluşturulan plazmalar kullanılır. Lazerle oluşturulan plazmalardan elektromanyetik spektrumun farklı bölgelerine karşılık gelen ışımalar çıkar. Lazerle oluşturulan plazmanın kazanç bölgesinden yayılan spektral çizgiler deneysel ve teorik olarak incelenir. Bu çalışmada, Li-benzeri Titanyum ve Ne-benzeri Yitriyum X-ışını lazer ortamından yayılan rezonans çizgileri teorik olarak modellenmiştir. Modellemede hidrodinamik kod EHYBRID ve analiz kodu FLY kullanılmıştır. Rezonans çizgileri, güçlü soğurma salınım gücüne sahip olduklarından optik kalın çizgilerdir. Hem çarpışmalı hem de tekrar birleşmeli X-ışını lazerlerinde alt lazer seviyesinden yayılan rezonans çizgilerinin soğurulması nüfus tersinimini azaltır. Bu nedenle yayılan spektrumların doğru olarak değerlendirilebilmesi için rezonans çizgileri üzerine etki eden soğurma etkileri göz önünde bulundurulur. Bu çalışmada, A. Demir ve diğ. tarafından geliştirilen kaçış faktörü yaklaşıklığı kullanılmıştır. Ne-benzeri Yitriyum X-ışını lazeri; tek pals ve hem sürücü lazer enerjisini azaltan hem de X-ışını lazer çıkışını arttıran çok kademeli pals için, EHYBRID kodu kullanılarak modellenmiştir. Çok kademeli palsın kazanç üzerine etkileri incelenmiştir.

ABSTRACT Key words: X-ray lasers, Laser plasma interaction, X-ray spectroscopy. To produce an X-ray laser, a plasma medium is created usually on a solid surface by the interaction of pulsed, high power laser radiation. Laser produced plasmas emit electromagnetic waves at different wavelength. Emitted spectral lines from laser produced plasmas are investigated experimentally and theoretically. In this thesis, resonance lines which are emitted from Li-like Titanium and Ne-like Yttrium X-ray laser media was modelled theoretically. Hydrodynamic code EHYBRID and collisional radiative code FLY were used in modelling. Resonance lines are often optically thick, since they have strong absorption oscillator strengths. Resonance lines emitted from lower lasing level can reduce the population inversion of both collisional and recombination X-ray lasers and needs to be taken into account for the correct evaluation of emitted spectra. In this thesis, escape factor approximation developed by A. Demir et. al was used. With using EHYBRID code, Ne-like Yttrium X-ray laser was modelled for single pulse and multi pulse configurations. Drive laser energy is decreased by using multi pulse configuration, while X-ray laser output is increased. Multi pulse effect on gain was investigated.