표제지
Abstract
목차
제1장 서론 10
1.1. 폰데로모티브 힘 11
1.2. 레이저 항적장 가속 14
1.3. 결맞은 천이 복사(Coherent Transition Radiation, CTR) 19
1.4. 새총효과(Slingshot effect) 21
제2장 전자가속실험에서의 테라헤르츠파 측정 25
2.1. 실험 방법 및 셋업 25
2.1.1. 레이저 시스템 25
2.1.2. 타겟 가스 25
2.1.3. 전자 분석 26
2.1.4. 테라헤르츠파 수집 및 검출 26
2.2. 측정 결과 27
2.3. 측정 테라헤르츠파 생성 모델에 대한 예측 29
2.3.1. 결맞은 천이 복사 에너지의 계산 29
2.3.2. 전자 가속에 의한 복사선 방출 계산 30
제3장 Particle-in-Cell 시뮬레이션 34
3.1. 선행 연구 결과 34
3.2. 시뮬레이션 모델 설정 34
3.3. 시뮬레이션 결과 36
제4장 결론 45
부록 A. Smilei namelist file 47
참고문헌 52
Summary 54
약력 56
Figure 1.1. 전자항적장 가속이 진행중인 플라즈마의 모식도. 굵은 화살표는 각 입자들과 빔의 운동 방향을 나타냄. 15
Figure 1.2. 플라즈마와 진공의 경계면에서 발생하는 CTR 발생 모식도 19
Figure 2.1. 실험이 진행된 전자 가속 실험용 150 TW 레이저 시스템의 타겟 챔버 내부 모식도. 적색은 레이저의 경로, 연청색은 발생한 테라헤르츠파의 경로, 자색은 가속된 전자의 운동 경로에 해당함[1] 27
Figure 2.2. (a) 기체 종류별 압력 및 초점 위치에 대한 전자빔의 전하량. (b) 기체 종류별 압력 및 초점 위치에 대한 전자빔의 최대 에너지. (c) 기체 종류별 압력 및 초점 위치에 대한 테라헤르츠 신호 세기.... 29
Figure 2.3. 대역 통과 필터를 사용한 레이저 항적장 가속 실험에서 관측된 테라헤르츠파의 스펙트럼. 적색 선은 주파수에 따른 테라헤르츠파 경로의 투과율, 흑색 점은 대역 통과 필터의 중심 주파수, 흑색... 30
Figure 3.1. 1개 사례에 대한 시뮬레이션 결과. (a)는 플라즈마 전자의 밀도 변조를 임계 밀도를 기준으로 한 그림, (b)는 레이저 펄스와 전자 빔의 진행방향과 같은 방향의 성분을 가진 전기장의 크기를 로그... 35
Figure 3.2. 레이저 펄스의 진행에 따른 전하 밀도 분포와 x 방향 전기장의 분포. 평탄 구간 시작점부터 플라즈마 영역 이탈 직전까지의 단계. 가로 세로 좌표축은 셀의 번호로 표기되어있으며 컬러바 눈금은... 39
Figure 3.3. 1.66 ns 시점(박스의 좌측 끝단, 시작지점 기준 1010µm 지점)에서 레이저 펄스 경로로부터 직선거리 45.6µm ≤ Δy ≤ 45.45µm위치에 해당하는 셀들의 전기장 세기를 푸리에 변환한 그래프 40
Figure 3.4. 가속 구간이 거의 끝난 3.33ns, 2mm 근방에서의 푸리에 변환을 통한 방출 방사선 대역별 에너지 그래프. 마찬가지로 레이저 펄스 경로로부터 직선거리 45.6μm ≤ Δy ≤ 45.45μm를 통해 계산함. 41
Figure 3.5. α0=1.5 조건에서의 레이저 펄스의 진행에 따른 전하 밀도 분포와 x 방향 전기장의 분포. 평탄 구간 시작점부터 플라즈마 영역 이탈 직전까지의 단계. 가로 세로 좌표축은 셀의 번호로 표기되어있으며...[이미지참조] 42
Figure 3.6. α0=2.0 및 α0=1.5의 2.50 ns 시점, 레이저 펄스 경로로부터 직선거리 45.6µm ≤ Δy ≤ 45.45µm 범위를 나타내는 셀들의 데이터를 나타내고 있다.[이미지참조] 43
Figure 3.7. 3.3과 동일한 조건, 동일한 위치에서 푸리에 변환한 α0=1.5의 에너지 데이터.[이미지참조] 44