Generace koherentního krátkovlnného ( <160nm) záření pomocí konvenčních laserů

Abstract

The theoretical part of this diploma thesis seeks to explain the methods used for generation of coherent short-wavelength radiation. It describes the principles and the operation conditions of direct laser sources and indirect coherent radiation sources based on non-linear effects. Special attention is then paid to the short-wavelength free-electron lasers. This work summarizes properties of numerous sources of this kind. The introductory part of the thesis deals with the physical background of the generation and the manipulation of shortwavelength (VUV/XUV) radiation. The experimental part gives a summary of the results obtained at the FLASH facility (Free Electron LASer in Hamburg; earlier known as VUV FEL) operated at DESY. Methods and instrumentation used for investigating the materials damage due to laser ablation are described in this part of the thesis. UV-vis emission spectra of ablation plume were measured. Main goal is here to determine the ablation thresholds and the effective atenuation lengths in poly (methyl methacrylate) (PMMA), quartz (a-SiO2) and monocrystalline silicon irradiated with pulsed (~30fs) short-wavelength (32nm) intense laser radiation.

Teoretická část této práce podává přehled metod využívaných ke generování krátkovlnného koherentního záření. Popisuje přímé laserové a nepřímé koherentní zdroje VUV a XUV záření založené na nelineárních optických jevech. Dále je pojednáno o laserech na volných elektronech. Přehled principů generace záření a jeho vlastností nám slouží k posouzení využití takových zdrojů k různým účelům. Exponovány jsou též problémy spojené s manipulací svazkem krátkovlnného (tj. VUV/XUV) záření. Praktická část shrnuje výsledky experimentů, kterých jsme docílili s laserem na volných elektronech FLASH (Free Electron LASer in Hamburg; dříve VUV FEL) provozovaným v DESY. Popisuje metody a přístroje, které jsme používali ke studiu ablace materiálů a k měření emisních optických spekter ablačního oblaku. Hlavním cílem práce bylo stanovit prahy ablace a efektivní atenuační délky v polymethylmetakrylátových (PMMA), křemíkových a jiných (a-SiO2) vzorcích ozařovaných pulsním (~30fs) krátkovlnným (32nm) vysokovýkonovým laserovým zdrojem. Zachytili jsme čárovou emisi křemíkového plazmatu generovaného fokusovaným svazkem FLASH.