플라즈마 거울을 이용한 페타와트 레이저 펄스 대조비 향상 연구

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Issued Date
플라즈마 거울, 대조비
The contrast ratio by preceding pulse and Amplified Spontaneous Emission (ASE) has to be taken account to develope high-power laser with chirped-pulse amplification (CPA) technique. Preceding pulse and ASE are amplified together with main pulse and arrive on the target before main pulse, which makes unintentional effect on the laser-plasma interaction. Therefore, high contrast ratio between the main pulse and preceding is required to measure accurate laser plasma dynamics. In order to obtain a high contrast ratio, various techniques such as cross-polarized wave (XPW) generation, double CPA, saturable absorber and plasma mirror can be applied. XPW, double CPA and saturable absorber can be used for the laser with few mJ scale energies whereas plasma mirror technique can be applied to the laser pulses with ten of Joule energy.
In this study, increase in contrast ratio up to is investigated by using saturable absorber which suppresses preceding pulse at low energy stage, and the contrast ratio was enhanced further by plasma mirrors after amplifying laser pulse to 36 J. The principle of achieving high contrast ratio using plasma mirror is as below. In order to enhance the contrast ratio by plasma mirrors, the maximum energy fluence is set to be 70 J/cm and 127 J/cm for single plasma mirror and double plasma mirror, respectively, using off-axis parabolic mirror (OAP). Plasma mirrors are anti-reflection (AR) coated with the center wavelength of 800 nm, and focused laser beam generates plasma on the mirror surface. The preceding pulse and ASE are not reflected because they do not have enough energy to generate plasma, and the main pulse is only reflected by plasma, which results in the contrast ratio increment.
In conclusion, single plasma mirror and double plasma mirror improve the contrast ratio up to 10 and 10, respectively. We also measured and presented the correlation between reflectivity of plasma mirror and fluence of incident laser pulse. At the end of the study, modifications of the laser spectrum and beam profile by the plasma mirror are evaluated.
Alternative Title
Study on the improvement of the contrast ratio of petawatt laser pulses using plasma mirror
Alternative Author(s)
Seung Yeon Kim
일반대학원 광기술공학과
Awarded Date
Table Of Contents
목 차

제1장 서 론 1

제2장 실험에 사용한 페타와트 레이저 시스템의 구성 3
제1절 개요 3
제2절 펨토초 레이저 발진기 6
제3절 펨토초 레이저 펄스 확장기 7
제4절 펨토초 레이저 펄스 증폭기 9
제5절 펨토초 레이저 펄스 압축기 11

제3장 플라즈마 거울을 이용한
레이저 펄스 대조비 향상법 14
제1절 개요 14
제2절 레이저 펄스 대조비의 개념 15
제3절 높은 대조비를 형성하는 방법 16
제4절 플라즈마 거울을 이용한 대조비 향상 20
1. 플라즈마 거울의 원리 20
2. 플라즈마 거울의 반사 특성 21
3. 플라즈마 거울의 코팅 23
제5절 플라즈마 거울 정렬 24
1. 플라즈마 거울을 사용하지 않을 경우 빔 정렬 24
2. 플라즈마 거울을 사용할 경우 빔 정렬 25

제4장 레이저 펄스 대조비 측정 방법 및 측정 27
제1절 개요 27
제2절 High dynamic range third-order cross correlator의 원리 27
제3절 High dynamic range third-order cross correlator 측정방법 29
제4절 레이저 펄스 대조비 측정 31
1. 플라즈마 거울을 사용하지 않은 경우 레이저 펄스 대조비 측정 31
2. 단일 플라즈마 거울을 사용할 경우 레이저 펄스 대조비 측정 35
3. 이중 플라즈마 거울을 사용할 경우 레이저 펄스 대조비 측정 39
제5절 플라즈마 거울 반사율 측정 41

제5장 결 론 43

[참고문헌] 44

[감사의 글] 49
김승연. (2016). 플라즈마 거울을 이용한 페타와트 레이저 펄스 대조비 향상 연구.
Appears in Collections:
General Graduate School > 3. Theses(Master)
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  • Embargo2016-08-25
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