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Titolo
Laser-driven ion acceleration from ultrathin solid targets
Autor(es)
Director(es)
Soggetto
Tesis y disertaciones académicas
Universidad de Salamanca (España)
Tesis Doctoral
Academic dissertations
Óptica
Física aplicada
Pulsos láser
Aceleración de iones
Clasificación UNESCO
2209 Óptica
Fecha de publicación
2015
Resumen
[ES] La interacciÓn de pulsos láser de alta potencia (teravatios a petavatios)
con la materia crea un plasma en condiciones extremas, capaz de sostener
grandes campos eléctricos (⇠ TV/m). Estos campos eléctricos se pueden
emplear para acelerar partículas cargadas (electrones, protones, iones) a altas
energías (> GeV para los electrones, decenas a cientos de MeV/u para
los protones y los iones). En general estos pulsos láser ultraintensos (>
1019 Wcmtípica TNSA ocurre en blancos sólidos de micrómetros de espesor, tanto
RPA como BOA ocurren preferentemente con blancos ultrafinos sobredensos
en el rango de los nanómetros.
En la presente tesis, se exploran la aceleración de iones generado por láser
en blancos ultrafinos. Se presentan resultados experimentales y numéricos
de la interacción de un láser de pulso único y de doble pulso con blancos ultrafinos.
En el caso de pulso único, se investiga la aceleración de iones en el
régimen de RPA, así como la dinámica de partículas cargadas en el régimen
de transparencia relativista. En cuanto al doble pulso, se demuestran un
nuevo esquema de aceleración por onda de choque con polarización mixta.
En este caso un primer pulso linealmente polarizado expande el plasma sobredenso
nanométrico, y el segundo pulso con polarización circular produce
una fuerte onda de choque sin colisiones en el plasma. Esto da lugar a una
aceleración eficiente de iones pesados hasta 100 MeV/u con intensidades de
láser relativamente moderadas (⇠ 1020 Wcm-2). Este esquema se ha explorado
en el régimen de picosegundos y femtosegundo y se ha demostrado
que es muy sensible a los parámetros del blanco y del láser. Por último, se
presenta el estudio parametrico para el sistema láser de petavatio VEGA
del Centro de Láseres Pulsados (CLPU) en Salamanca. El láser VEGA del
Centro de Láseres Pulsados (CLPU) producir´a pulsos láser de 30 J/30 fs
con un contraste ultra-alto y una potencia máxima de 1 Petavatio. Los resultados
obtenidos en la interacción plasma con pulsos láser únicos y dobles
se utilizan para explorar la capacidad de los sistemas del láser VEGA para
producir eficientemente haces de iones de varios MeV.
URI
DOI
10.14201/gredos.129682
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Tesis Doctoral