فیزیک پلاسما و انرژی همجوشی

حمل و نقل غیرعادی (تلاطم، ساختارهای منسجم، ریزناپایداری)

پلاسمای اخترفیزیکی و ژئوفیزیکی

اخترفیزیک و کیهان شناسی

پلاسماهای فشار اتمسفر

پلاسماهای پایه و فضا و پلاسمای اخترفیزیکی

پلاسما پرتو و همجوشی اینرسی

سوزاندن فیزیک پلاسما

گرمایش بدون برخورد و تصادفی در پلاسماهای با دمای پایین

پلاسماهای پیچیده

تشخیص و مدل سازی ترشحات پلاسما

پلاسماهای غبار آلود و با دمای پایین

پلاسماهای غبار آلود

لیزر و میزر الکترون آزاد

مهندسی فیوژن

تشخیص پلاسمای فیوژن

پلاسماهای فیوژن

پلاسماهای با چگالی انرژی بالا

محصور شدن اینرسی، پلاسماهای لیزری، پدیده های پالس کوتاه

برهم کنش لیزر پلاسما

پلاسماهای با دمای پایین

ناپایداری های ماکرو و اتصالات مجدد مغناطیسی

حبس مغناطیسی

همجوشی محصور شده مغناطیسی

پیکربندی های غیر متقارن محوری

نظریه و مدل سازی محصور شدن پلاسما و مغناطیسی

کاربرد پلاسما، پردازش، تولید تشعشع، پلاسماهای غبارآلود

کاربردها و فناوری های پلاسما

تشخیص پلاسما

فیزیک لبه پلاسما

گرمایش پلاسما و درایو جریان

ناپایداری های پلاسما

پلاسما در اخترفیزیک و فیزیک فضا

فعل و انفعالات سطح پلاسما

تعاملات سطح پلاسما برای کاربردهای انرژی

پلاسمای کوانتومی

اثرات تشعشع بر مواد

گرمایش Rf و درایو جریان

فضا و پلاسماهای خورشیدی

جنبه های نظری فیزیک لبه پلاسما و منحرف کننده ها

مسائل نظری مربوط به سوزاندن پلاسما

فرآیندهای انتقال در پلاسماهای همجوشی

علم بنیادی فوتون و لیزر

علم بنیادی فوتون و لیزر

1. اپتیک کوانتومی اتم ها، مولکول ها و جامدات

2. اطلاعات و ارتباطات کوانتومی

3. فوتونیک کوانتومی

4. تحریکات نوری و پدیده های فوق العاده در مواد چگال

5. نوری غیر خطی و پدیده های جدید

6. نانو اپتیک و پلاسمون

7. Ultrafast Science of Attosecond، X-Ray لیزر الکترون آزاد  و نور فوق العاده شدید

8. متاماتال ها و رسانه های پیچیده

گروه آموزشی مهندس شکوفه ساتری

علوم بنیادی (FS) - شامل بررسی تئوری و تجربی خواص اساسی مواد، برهمکنش‌های تابشی و سایر پدیده‌های فیزیکی با استفاده از نور است. مناطق نمایندگی شامل؛ پدیده‌های کوانتومی، نانو اپتیک و فوتونیک، پلاسمونیک، فیزیک میدان بالا/علم اتمی، و فرامواد/ رسانه‌های پیچیده و غیره.

1. اپتیک کوانتومی اتم ها، مولکول ها و جامدات

2. اطلاعات و ارتباطات کوانتومی

3. فوتونیک کوانتومی

4. تحریکات نوری و پدیده های فوق سریع در ماده متراکم

5. اپتیک غیرخطی و پدیده های بدیع

6. نانو اپتیک و پلاسمونیک

7. علم فوق سریع آتوثانیه، لیزر الکترون آزاد اشعه ایکس و نور فوق شدید

8. فرامواد و رسانه های پیچیده

تصویری از یک جفت کاوشگر-دسته در حال نمونه برداری از پلاسمای مختل شده توسط دسته اصلی

برای این کار، محققان از شتاب دهنده خطی ابررسانا در تاسیسات FLASH DESY استفاده کردند. این دستگاه عمدتاً به عنوان منبع الکترون برای لیزر الکترون آزاد در طول موج‌های نرم پرتو ایکس استفاده می‌شود، اما برخی از خروجی‌های آن در عوض توسط یک خط پرتو به نام FLASHForward که یک سلول پلاسما را برای مطالعات میدان بیداری پلاسمایی مبتنی بر پرتو در خود جای داده است، استفاده می‌شود. آزمایش.

آزمایش در این مورد شامل یونیزه کردن یک لوله مویین پر از گاز آرگون و سپس شلیک سه دسته الکترون به داخل پلاسمای حاصل بود. ایده این بود که تأثیر میدان بیداری ایجاد شده توسط دسته اول را بر روی دو دسته آخر، با فاصله نزدیک، اندازه گیری کنیم. با جلوتر بودن دسته پیشرو، تأثیر آن بر پلاسما قبل از عبور دو دسته دیگر از بین می‌رود. در غیر این صورت اغتشاش آن بر توانایی دسته دوم برای شتاب بخشیدن به دسته سوم با میدان بیداری خاص خود تأثیر می گذارد.

کشف حداکثر میزان تکرار

D'Arcy، Osterhoff و همکارانش از عملیات فرکانس بالا FLASH برای تغییر دقیق تاخیر بین دسته ها استفاده کردند و سپس از یک آهنربای دوقطبی جلوتر از صفحه سوسوزن برای اندازه گیری توزیع فضایی و طیف انرژی هر سه دسته در حین بیرون آمدن از مویرگ استفاده کردند. لوله آن‌ها دریافتند که طیف و چگالی بار دسته‌های دنباله‌دار تا زمانی که حداقل 63 ns از دسته اصلی عقب باشند، در زمان ثابت می‌مانند. در مقابل، هنگامی که آنها نزدیکتر شدند، پارامترهای اندازه گیری شده آنها شروع به نوسان کرد.

با مقایسه این نتایج تجربی با شبیه‌سازی‌های کامپیوتری کانال پلاسما، محققان به این نتیجه رسیدند که این تأخیر نشان‌دهنده زمان مورد نیاز برای بازگشت پلاسما به حالت اولیه‌اش پس از اختلال در پالس پیشرو است. این به معنای حداکثر سرعت تکرار در حدود 15 مگاهرتز است، که به گفته آنها، به طور بالقوه یک دستگاه پلاسما را قادر می‌سازد تا به انتهای یک شتاب‌دهنده با سرعت بالای تکرار موجود اضافه شود تا انرژی شتاب‌دهنده دومی افزایش یابد.

با این حال، همانطور که محققان اشاره می‌کنند، این حد بالای نظری لزوماً به معنی نرخ تکرار بالا در عمل نیست. هر دو شتاب دهنده پلاسمای لیزری و ذرات محور به طور بالقوه توسط گرمای تولید شده به عنوان الکترون های درون پلاسما به دیواره های لوله مویین انرژی محدود می شوند. این گرما می تواند بر روند شتاب تأثیر بگذارد و همچنین به لوله آسیب برساند.

تعیین میزان چنین اثرات گرمایی یکی از اهداف آزمایش‌های آینده خواهد بود که توسط محققان FLASHForward انجام می‌شود. D'Arcy می گوید، آنها همچنین قصد دارند بررسی کنند که چگونه می توان کیفیت پرتوهای ذرات ورودی را حفظ کرد و همچنین اطمینان حاصل کرد که فرآیند شتاب تا حد ممکن از نظر انرژی کارآمد است - هر دو "هدف اساسی"، اگر فناوری پلاسما می خواهد کاربرد معنی داری پیدا کند. در منابع نوری آینده و برخورد دهنده های ذرات.

کتاب لیزر

شرح

ویرایش چهارم کتاب که مقدمه‌ای ضروری بر فناوری لیزر و جدیدترین پیشرفت‌ها در این زمینه است.

ویرایش چهارم اصلاح شده و به روز شده Understanding Lasers یک راهنمای اساسی و مقدمه ای ارائه می دهد که به بررسی نحوه عملکرد لیزرها، کارهایی که انجام می دهند و نحوه استفاده از آنها در دنیای واقعی می پردازد. نویسنده - یکی از اعضای انجمن نوری - مفاهیم کلیدی فیزیک و اپتیک را که برای درک لیزر ضروری هستند مرور می کند و نحوه عملکرد لیزرها را توضیح می دهد. این کتاب همچنین حاوی اطلاعاتی در مورد لوازم جانبی نوری مورد استفاده در لیزر است.

این کتاب که با عبارات غیر فنی نوشته شده است، مروری بر انواع و پیکربندی‌های لیزری با تنوع گسترده دارد. لیزرهای درک فیبر، حالت جامد، اگزایمر، هلیوم-نئون، دی اکسید کربن، لیزرهای الکترون آزاد و غیره را پوشش می دهد. علاوه بر این، کتاب مفاهیمی مانند تفاوت بین نوسان و تقویت لیزر، اهمیت بهره لیزر و لیزرهای قابل تنظیم را نیز توضیح می دهد. نسخه چهارم به روز شده جدیدترین تحقیق و توسعه در این زمینه را برجسته می کند. این منبع مهم:

شامل فصل جدیدی در مورد لیزرهای فیبر و تقویت کننده ها است

مرور مباحث جدید در زمینه فیزیک فیبرهای نوری و لیزرهای فیبر، لیزرهای دیسکی و لیزرهای ایتربیوم

شامل بخش های جدید در مورد هندسه و مفاهیم لیزری، ساختارهای لیزر دیود، منابع پارامتری بهینه، و چاپ سه بعدی و ساخت افزودنی است.

تمرکز بر تحقیقات و پیشرفت های نوظهور در زمینه هایی مانند طیف سنجی، نور آهسته، خنک کننده لیزری و اندازه گیری های بسیار دقیق

شامل ضمائم، واژه نامه و فهرست است که کمک می کند این کتاب به یک مرجع مفید تبدیل شود

ویرایش چهارم کتاب درک لیزرها که برای دانشجویان مهندسی و فیزیک، مهندسان، دانشمندان و تکنسین ها نوشته شده است، حاوی مفاهیم اساسی لیزر و جدیدترین پیشرفت های این فناوری است.

لیزرهای الکترون آزاد

لیزرهای الکترون آزاد

لیزر الکترون آزاد یکی از ایده های غیرمعمولی بود که در دهه 1970 پدیدار شد. در سال 1971، جان ام جی مدی پیشنهاد استخراج انرژی از پرتوی الکترون‌های پرانرژی را با خم کردن مسیرهای آنها به جلو و عقب در حین عبور از آرایه‌ای از آهنرباها با قطبیت متناوب ارائه کرد. با لیزر و میزر مایکروویو، تفاوت های قابل ملاحظه ای در این دو رژیم وجود داشت.)

مدی و همکارانش چندین سال بعد را صرف توسعه این مفهوم کردند. در سال 1976 آنها تابش تحریک شده در مادون قرمز را در استانفورد مشاهده کردند. سال بعد آنها نوسان لیزر 112 را نیز در IR مشاهده کردند. شکل 17 مادی و لوئیس الیاس را نشان می دهد که روی یک آزمایش لیزری با الکترون آزاد اولیه کار می کنند.

در اصل، یک لیزر الکترون آزاد می‌تواند یک پرتو لیزر قدرتمند تولید کند و استفاده از یک حلقه ذخیره‌سازی می‌تواند با بازیافت مکرر الکترون‌ها از طریق ویگلر، کارایی را بهبود بخشد. علاوه بر این، طول موج به انرژی الکترون و فاصله آهنربا بستگی دارد، بنابراین قابلیت تنظیم امکان پذیر است، و این اصل را می توان از امواج مایکروویو تا اشعه ایکس اعمال کرد، اگرچه در عمل محدوده هر لیزر تک الکترون آزاد محدود است. با این حال، این جاذبه‌ها با نیاز به یک شتاب‌دهنده الکترونی قدرتمند خنثی شدند و پیشرفت کند بود.

لیزر الکترون آزاد

منابع نوری سینکروترون برای قرن 21

آزمایشگاههای پنج قاره در حال ارتقاء سنکروترونهای حلقه ذخیره سازی و لیزرهای الکترون آزاد هستند تا پرتوهای اشعه ایکس آنها روشن تر و سازگارتر با کاربردهای علمی و پزشکی باشد.

کاربردهای درمانی: لیزر الکترون آزاد

کاربردهای لیزرهای الکترون آزاد

چکیده

استفاده مقدس از لیزر درمانی در بیشتر موارد بالینی این است که بافت مورد نظر را به طور مثر تخلیه کرده و در عین حال آسیب جانبی به ساختارهای بافت مجاور را به حداقل برساند. لیزر الکترون آزاد (FEL) دارای ویژگی های منحصر به فردی است ، مهمترین آنها قابلیت تنظیم طول موج است که به مناطق طیفی که تحت لیزرهای معمولی قرار نگرفته اند یا جایی که لیزرهای معمولی قدرت کافی برای برش ندارند ، دسترسی دارد. 

کریستالوگرافی اشعه ایکس (XRC)

لیزر الکترون آزاد

لیزرهای الکترون آزاد برای استفاده در کریستالوگرافی اشعه ایکس توسعه یافته اند. اینها درخشان ترین منابع اشعه ایکس در حال حاضر هستند. با تابش اشعه ایکس در فموس دوم ثانیه. شدت منبع به حدی است که الگوهای پراش تفکیک اتمی را می توان برای بلورها و در غیر این صورت برای جمع آوری بسیار کوچک حل کرد. با این حال ، منبع نور شدید نیز نمونه را از بین می برد ، که نیاز به شلیک چند کریستال دارد. از آنجا که هر کریستال به طور تصادفی در پرتو قرار دارد ، صدها هزار تصویر پراش جداگانه باید جمع آوری شود تا یک مجموعه داده کامل به دست آید. این روش ، کریستالوگرافی فمتوثانیه ، برای حل ساختار تعدادی از ساختارهای کریستال پروتئینی مورد استفاده قرار می گیرد ، که گاهی اوقات تفاوت هایی را با ساختارهای معادل جمع آوری شده از منابع سنکروترون نشان می دهد.