Tezin Türü: Doktora
Tezin Yürütüldüğü Kurum: Orta Doğu Teknik Üniversitesi, Fen Edebiyat Fakültesi, Fizik Bölümü, Türkiye
Tezin Onay Tarihi: 2001
Tezin Dili: İngilizce
Öğrenci: Jigmeddorj Vanchinkhuu
Danışman: KADRİ SİNAN BİLİKMEN
Özet:öz LAZERLE UYANDIRILMIŞ- ALAN HIZLANDIRICILARINDA (LWFA) DOĞRUSAL OLMAYAN REJİMLER Vanchinkhuu Jigmeddorj Doktora, Fizik Bölümü Tez Yöneticisi: Prof. Dr. Sinan Bilikmen Haziran 2001, 90 sayfa Bu tez çalışmasında muhtelif şekildeki lazer atımlarıyla sağlanan plazma esaslı lazer hızlandırıcılarında doğrusal olmayan özellikler bir ve üç boyutlu durumlarda kuramsal ve nümerik olarak incelendi. LWFA teorisinde kullanılan soğuk akışkan yöntemleri ortaya kondu. Kare şeklindeki lazer atımlı bir boyutlu LWFA da doğrusal olmayan rejimlerin analitik davranışları ele alındı. Gelişigüzel şekilli bir lazer atımı ile oluşmuş bir boyutlu LWFA nümerik olarak incelendi. Üç boyutlu olarak göz önüne alınan plazma-esaslı lazer hızlandırıcısı kuramsal olarak işlenildi. Uyandırılmış alan oluşumunu ve lazer atımının güdülme gelişimini veren denklemlerin tam olarak çıkartılması akışkan modeli ile yapıldı. Hamilton-Jacobi denklemine dayalı LWFA' nın bir boyutlu teorisi geliştirildi ve bunun için etkin olan LWFA parametreleri çıkartıldı. Bir boyutlu uyandırılmış- alan oluşumundaki rejimler geniş bir parametreler aralığında incelendi. Tek bir elektronun plazma dalgası ve uyandırılmış-alan içindeki davranışı araştırıldı. Lazer atımı içinde bir elektronun hız ve enerjisinin çok hızlı değişen bir bileşeni bulunmaktadır. Lazer atımının bulunduğu bölgede olan elektronun enerjisiçok yüksektir ve bu yüklü parçacıkların doğrudan ponderomotif ivmelenmesine yol açmaktadır. Nispeten küçük bir grup hızı ile kritik yoğunluktaki bir plazma civarında lazer ışınının yayılması çalışıldı ve kare şekilli lazer atımı için analitik ifadeler elde edildi. Yoğunluğu yüksek bir plazmanın elektromanyetik dalgaya transperant olma şartları araştırıldı. Hamilton-Jacobi denklemi kullanılarak bir elektronun uyandırılmış alan içinde tuzaklanması ve ivmelenmesi işlevi çalışıldı. Gaussian şekilli lazer atımı ile uyandırılmış alandaki bir elektronun faz uzayındaki portresi çizildi. Bu uyandırılmış alandaki elektronun enerji kazancının en yüksek değeri elde edildi. Şiddetli lazer ışını ile soğuk plazmanın bir ve üç boyutlu etkileşmesi gözönüne alındı. Bu etkileşmenin radyal yöndeki yapısıyla ilgili etkiler incelendi. Dispersiyon bağlantısının ve kırıcılık indisinin genel bir ifadesi çıkarıldı. Etkileşme işlevi süresince lazer atımının güdülme gelişimi ele alındı ve bunun etkileşme bölgesi içindeki hızlı doğrusal olmayan proseslerin lazer atımında hızlı değişimlere yol açtığı görüldü. Bu çalışmanın tümünde termal etkiler ihmal edilmiştir. Bundan ötürü uyandırılmış-alan dalgasının sönümü ve radyal yöndeki açılması bu araştırmanın dışında kalmıştır. Aksi takdirde alçak faz hızına sahip bir plazma dalgası için sönüm ihmal edilemezdi. Anahtar kelimeler: İvme, hızlandırıcı, lazer atımı gelişimi, frekans değişimi, lazer- plazma etkileşmesi, lazerle uyandırılmiş alan hızlandırıcısı, doğrusal olmayan uyandırılmış alan, tuzaklama, ikinci harmonik oluşumu, kendi kendine odaklama. vı