تأثیر پارامتر های پالس لیزر بر شتاب پرتو یونی در برهمکنش با ورقه ی نانومتری

در این تحقیق، به شبیه سازی ذره در سلول برهمکنش پالس لیزری با ورقه ی نانو متری از جنس کربن الماس گونه (dlc) پر چگال در یک و نیم بعد به منظور تولید پرتو یونی تک انرژی، پرداخته ایم. ابتدا برهمکنش لیزر- پلاسما و به-طور خاص برهمکنش لیزر با ورقه پلاسمای پر چگال را شرح داده و سپس فرآیندها و دیدگاه های مختلف شتاب دهی الکترون ها و یون ها را بیان نموده ایم. با توجه به تأثیر پارامترهای، ضخامت هدف، شدت و قطبش پالس لیزری و نیز چرپ شدگی پالس لیزری بر افزایش انرژی پرتو یونی، شبیه سازی را برای تک تک ضخامت های هدف با تمامی مقادیر دیگر پارامترها به صورت تلفیقی انجام داده ایم. ما به دنبال پارامترهای مطلوبی هستیم که منجر به بیشینه ی انرژی پرتو یونی و کمترین پهن شدگی طیف انرژی شود. در این راستا پارامترهای مطلوب برای قطبش دایروی ضخامت 30 nm، شدت پالس لیزری ?4.87×10?^22 w?cm^2 و برای قطبش خطی ضخامت 50 nm و شدت 2.44×?10?^22 w?cm^2 بدست آمد. با توجه به این شدت های نسبیتی، انرژی پرتو یونی متناسب با ?i که با نتایج تحلیلی و آزمایشگاهی همخوانی دارد، بدست آمد. با فقدان مولفه ی نوسانی j ?×b ? نیرو برای cp فشار تابشی افزایش یافته و شدیداً الکترون های داغ را فرو می نشاند. بنابراین هل دادن ورقه ی هدف به طور ثابت اتفاق افتاده و بیشتر الکترون ها به طور منسجم با ورقه و در جهت یکسان با پالس لیزر حرکت می کنند که منجر به شتاب موثر پرتو یونی (انرژی بالاتر در حدود 10 gev) و با توزیعی متقارن و موازی می شود. پس از ارزیابی پارامترهای مطلوب، روند شبیه سازی را با استفاده از پالس چرپ شده ی خطی و گاوسی به جای پالس چرپ نشده، با در نظر گرفتن پارامترهای مطلوب ادامه داده و تأثیر چرپ شدگی پالس لیزری را در حالت cp و lp به طور مجزا بررسی کردیم. در حالت cp، نتایج بیانگر افزایش انرژی تقریباً 1.2% برای چرپ شدگی گاوسی و 1% برای چرپ شدگی خطی می باشد. همچنین در حالت lp، افزایش انرژی میانگین پرتو یونی تا 24% برای پالس چرپ شده ی خطی و 9.9% برای چرپ شدگی گاوسی بدست آمده است.