Harte Röntgenstrahlung aus lasererzeugten Festkörperplasmen und deren Anwendung

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Ab Beginn des Jahres 2000 lassen sich mit unserem Höchstleistungs-Festkörperlaser in einem Volumen von einigen µm³ für die Dauer von einigen zehn Femtosekunden Lichtintensitäten von mehr als 1019 Watt/cm² erzeugen. Die Wechselwirkung dieses starken Lichtfeldes mit Materie führt primär zur Entstehung hochenergetischer Elektronen und Ionen und sekundär durch Stöße der Plasmateilchen untereinander und mit dem Festkörper zu harter Röntgenstrahlung, deren Wechselwirkung mit dem Plasma oder einem weiteren Target zur Produktion weiterer Sekundärteilchen wie z.B. Neutronen führen kann. Die Eigenschaften der Emission, insbesondere der emittierten harten Röntgenstrahlung, werden im Hinblick auf deren Anwendung untersucht werden. Aufgrund der ultrakurzen Dauer der Röntgenpulse und somit ihrer hohen Intensität erwarten wir, dass bei optimaler Wahl der Elemente und dem Einsatz moderner Röntgenoptik erstmalig Mehrphotonenprozesse mit harter Röntgenstrahlung beobachtbar sind. Um die vorgeschlagenen Experimente zu ermöglichen und ihre Resultate zu verbessern, müssen wichtige Parameter der intensiven Laserpulse, wie ihre räumliche, spektrale und zeitliche Form, automatisiert regelbar und für das jeweilige experimentelle Vorhaben rechnergesteuert optimierbar gemacht werden. Dazu wurde in Jena mit kleineren Lasersystemen Pionierarbeit geleistet. Die Ergebnisse sollen jetzt erstmals auf ein Multiterawattsystem übertragen werden.