كنترل و بهينه سازي اشعه ايكس سخت گسسته از پلاسماي توليد شده توسط ليزر پالسي پرتوان با استفاده از هدف نانوساختار

Control and enhancement of hard X-ray line emission from high power long pulse laser produced plasmas by metal nano-target

پلاسماهاي توليد شده از ليزرهاي پالسي پرتوان منابع درخشان اشعه ايكس خطي هستند، كه داراي كاربردهاي گسترده اي در زمينه هاي مختلف علوم و فنون همچون علم مواد، پزشكي، ليتوگرافي و ليزرهاي اشعه ايكس مي باشد. در اين مقاله به منظور افزايش گسيل خطي اشعه ايكس سخت از پلاسماي توليد شده توسط ليزر نانوثانيه پرتوان، يك هدف فلزي نانوساختار به كار رفته است. هيدروديناميك پلاسما توسط كد كامپيوتري EHYBRID شبيه سازي شده است. سپس طيف گسسته اشعه ايكس بر حسب طول موج از معادلات "Saha-Boltzm@n" در زمان هاي مختلف تابش دهي محاسبه شده و ميزان گسيل كلي اشعه ايكس در بازه طول موجي 0.1-1 nm محاسبه گرديده است. محاسبات نشان مي دهند با انتخاب يك چگالي مناسب براي لايه نانوئي، افزايش قابل توجهي در گسيل اشعه ايكس سخت گسسته، حاصل خواهد شد. همچنين افزايش شدت ليزر تابشي موجب افزايش بيشتر تابش اشعه از هدف نانوساختار مي شود.

The high power long pulse laser produced plasmas are bright line X-ray sources potentially suitable for different applications inducing material science, medical, lithography and X-ray lasers. In this paper in order to increase the hard line X-ray conversion efficiency for nanosecond high power laser produced plasmas, we adopted a metal nano structure target. The hydrodynamics of plasma is simulated by EHYBRID code. Then based on "Saha-Boltzm@n" equation, the X-ray spectrum and the total yield is calculated within the time scale of irradiation. The calculations show that the X-ray yield can be enhanced significantly by nano-target if appropriate nano-layer density is selected. It is shown that enhancement can be improved by increasing laser intensity.