پلاسما پزشکی

استفاده از اپتیک برای تمرکز نور به مصریان باستان باز می گردد و طی قرن ها در کمک به بسیاری از اکتشافات علمی و نوآوری ها مؤثر بوده است. در سالهای اخیر استفاده از نوری برای تمرکز بر پرتوهای لیزر منجر به کاربردهای بی شماری شده است ، نه تنها در علم بلکه در فناوری اطلاعات ، پزشکی ، صنعت ، الکترونیک مصرفی ، سرگرمی و دفاع. هرچه شدت لیزر با تمرکز بالاتر حاصل شد ، نور لیزر شدید نقش انقلابی داشته است ، ابتدا در فیزیک اتمی و مولکولی و سپس فیزیک پلاسما.   در بالاترین شدت قابل دستیابی که امروز وجود دارد ، نور لیزر متمرکز با تولید فشارهای شدید ، دما و میادین شدید الکتریکی و مغناطیسی از جمله منابع محرک ذرات با انرژی بالا و پرتوهای دارای خواص منحصر به فرد ، مرزهای جدیدی را در علم باز می کند.

رویکرد متعارف برای تمرکز نور ، بر اساس استفاده از رسانه نوری حالت جامد ، طی قرنها اساساً تغییر نکرده است ، اما به سرعت در حال تبدیل شدن به یک عامل محدودکننده اصلی برای توسعه بیشتر علم لیزر فوق العاده شدید است. دلیل اصلی این امر محدودیت در چگالی انرژی است که رسانه های نوری حالت جامد قبل از آسیب دیدن در برابر آن مقاومت کنند. روش سنتی برای دور زدن این افزایش سایز نوری فوکوس کننده با افزایش انرژی لیزر است ، به طوری که تراکم انرژی کلی زیر مقدار بحرانی است. با این حال ، اپتیک های به کار رفته در بالاترین لیزرهای قدرت (مانند لیزر ولکان ولتاژ در مرکز لیزر مرکزی انگلیس) اکنون بیش از یک متر قطر دارند و بسیار گران هستند ، با زمان ساخت طولانی و قابلیت مانور محدود به دلیل حجم و وزن آنها . رویکردهای جدید رادیکال مورد نیاز است تا حداکثر شدت لیزر قابل دستیابی به افزایش خود ادامه دهد و برای تولید درایورهای لیزر با فشردگی بالا برای کاربرد استفاده شود.

این پیشنهاد با هدف بررسی امکان توسعه و بکارگیری انواع جدیدی از سیستمهای نوری متمرکز بر اساس فرآیندهای پلاسما ultrafast - تمرکز اپتیک پلاسما - برای گسترش مرزهای شدت قابل دستیابی با پالسهای لیزری پرقدرت انجام شده است. با توجه به توانایی آنها در حفظ میدانهای الکترومغناطیسی بسیار زیاد دامنه ، اجزای نوری پلاسما ذاتاً فشرده هستند. چگالی انرژی بیش از یک عامل صد بالاتر از اپتیک حالت جامد معمولی به راحتی قابل دستیابی است ، به این معنی که نوری پلاسما بیش از یک عدد ده کوچکتر است. علاوه بر این ، تکامل فوق العاده خواص نوری پلاسمای برانگیخته لیزر باعث می شود که دیگر خصوصیات نبض لیزر تنظیم شود. به همین دلایل به احتمال زیاد اجزای نوری پلاسما به عناصر اساسی تجهیزات لیزر با قدرت بالا در آینده تبدیل می شوند.

کار پیشنهادی شامل کاوش در دو راه برای دستیابی به تمرکز پلاسما است - تمرکز به دلیل تأمل از سطح پلاسما منحنی و تمرکز خود ناشی از اثرات غیر خطی پلاسما در پلاسما شفاف. رویکردهای خلاقانه برای کنترل خواص کانونی که به دست می آیند معرفی می شوند. این کار تقریباً 10 تا 20 در حداکثر شدت قابل دستیابی در حال حاضر را افزایش می دهد ، و اکتشاف ماده را در شرایط درجه حرارت و فشار بسیار بالا باز می کند. همچنین توسعه ذرات با انرژی بالا و منابع تابشی با اشعه لیزر به سمت کاربرد خواهد بود. بنابراین ، نوری پلاسما متمرکز که در این پروژه مورد بررسی قرار می گیرد ، دارای پتانسیل انقلابی به عنوان دستگاههای نوری نسل بعدی است.