Relativistic Electron Mirrors: from High Intensity Laser–Nanofoil Interactions

صفحه متراکم الکترون‌هایی که تا نزدیک به سرعت نور شتاب می‌گیرند، می‌توانند به‌عنوان یک آینه قابل تنظیم عمل کنند که می‌تواند انفجارهای درخشانی از تابش لیزر مانند در محدوده طول موج کوتاه را به سادگی از طریق بازتاب یک پالس لیزری ضد انتشار ایجاد کند. این پایان نامه به بررسی تولید چنین ساختار آینه ای الکترونی نسبیتی در یک سری آزمایشات همراه با شبیه سازی کامپیوتری می پردازد. نشان داده شده است که چنین آینه نسبیتی در واقع می تواند از تعامل یک پالس لیزری با شدت بالا با یک فویل فوق نازک در مقیاس نانومتر ایجاد شود. کار گزارش شده بینشی جالب در مورد پویایی پیچیده برهمکنش‌های لیزر-نانوفویل با شدت بالا ارائه می‌کند و گام بزرگی به سوی توسعه یک آینه نسبیتی است که به طور بالقوه می‌تواند انفجار درخشان پرتوهای ایکس را در مقیاس میکرو ایجاد کند. p>

A dense sheet of electrons accelerated to close to the speed of light can act as a tuneable mirror that can generate bright bursts of laser-like radiation in the short wavelength range simply via the reflection of a counter-propagating laser pulse. This thesis investigates the generation of such a relativistic electron mirror structure in a series of experiments accompanied by computer simulations. It is shown that such relativistic mirror can indeed be created from the interaction of a high-intensity laser pulse with a nanometer-scale, ultrathin foil. The reported work gives a intriguing insight into the complex dynamics of high-intensity laser-nanofoil interactions and constitutes a major step towards the development of a relativistic mirror, which could potentially generate bright burst of X-rays on a micro-scale.