Az Eszterházy Károly Tanárképző Főiskola Tudományos Közleményei. 2004. Sectio Phisicae.(Acta Academiae Paedagogicae Agriensis : Nova series ; Tom. 31)
Rácz Ervin: A mikrorobbantásos fúzió, avagy a jövő egy lehetséges új energiaforrása
A mikrorobbantásos fúzió, avagy a jövő egy lehetséges. 37 nyalábjával végeztük. A nagy fókuszált intenzitás elérése érdekében a korábbi Fj 10-es F-számú (az F-számot lásd korábban) lencsével történt fókuszálás helyett a nyalábot egy Fj2-es ún. „off-axis" — magyarul talán ferde beesésűnek fordítható — parabolatükörrel fókuszáltuk a céltárgyak felszínére. A parabolatükör előnye a lencsés fókuszálással szemben, hogy használatakor sem szférikus aberráció, sem pedig kromatikus hibák nem lépnek fel. Továbbá kiemelendő még, hogy az Fj 10-es fókuszálás helyett Fj 2-es fókuszálást alkalmaztunk, ami lényegesen jobb fókuszt eredményez. A leírt tényekből eredendően kis átmérőjű fókuszfoltot vártunk. Mivel a lézernyalábbeli fázis- és csoportsebesség nem válik szét a tükörrel való fókuszálás miatt (ugyanis a nyaláb nem hatol be a fókuszáló optika anyagába, azaz mindvégig azonos közegben halad), ezért a nyalábintenzitás sem fog csökkenni a fókuszálás során. A parabolatükör használatának a sok előnye mellett azonban van hátránya is. Márpedig az, hogy a helyes beálh'tása nagyon nehéz. Ezért a kísérleteinkhez olyan elrendezést építettünk fel, amelynek használata maximálisan segíti a parabolatükör beállítását. A sikeres fókuszálás eredményeképpen kb. 2 fi m-t fókuszfolt átmérőt kaptunk, ami megfelelt az előzetesen várt, számított értéknek diffrakciólimit ált lézernyalábra. Mindezeknek megfelelően a fókuszban közelítőleg 5 • 10 1 7 W/cm 2 intenzitást értünk el. A 45°-os beeséssel elhelyezett céltárgyon ez az érték 3 • 10 17 W/cm 2-re módosult. Ez az intenzitás így is hitetetlen nagynak tekinthető, ha összehasonlítjuk azzal, hogy a Napból a Föld légkörének határához kb. 0,1374 W/cm 2 fényintenzitás érkezik, és ebből a Föld felszínére már csak kb. 0,012 W/cm 2 fényintenzitás jut a reflexió és a légköri elnyelés miatt. Megjegyezzük még, hogy a fókuszunkra jellemző Rayleigh-hossz (meghatározást lásd korábban) kb. 6 fim volt. Meghatároztuk csak az erősített spontán emisszió fókuszbeli intenzitását is. Ekkor a femtoszekundumos főimpulzust kitakartuk, hogy a lézerlövés csak az ESE impulzusból álljon. A fókuszsíkban az ESE intenzitása kb. 10 7 W/ cm -nek adódott. Ez az intenzitás pedig már nem kelt előplazmát a céltárgyon, sőt a fotoablációs és a fotoionizációs küszöböt sem érjük el, így lézerplazma-kísérleteinket az ultrarövid impulzussal tiszta, előplazmamentes körülmények között végezhettük, tehát a lézernyaláb közvetlenül a szilárdtest céltárgy felületével lép kölcsönhatásba. Az intenzitáskontrasztunk ( azaz a főimpulzus fókuszbeli és az ESE fókuszbeli intenzitásának aránya) 10 1 0, ami remeknek mondható. A felharmonikus-keltési kísérleteinkhez ilyen fókuszált nyalábot használtunk. A céltárgyak felületén keltett plazma spektrumát egy általunk tervezett és megépített vákuum-ultraibolya spektrométerrel vizsgáltuk. A spektrométerünk bontóeleme egy 550 l/mm-es holografikus toroidális (tehát görbített felszínű) rács, detektora pedig egy foszforernyővel ellátott MCP
