AbloCAM: návrh a konstrukce opto-mechanického zařízení pro automatizaci metod charakterizace fokusovaných svazků rentgenových laserů

  • Vedoucí práce / Supervisor: Mgr. Jaromír Chalupský, Ph.D.
  • Pracoviště / Workplace: Fyzikální ústav AV ČR, v.v.i.
  • Kontakt / Contact: chal@fzu.cz
Osnova / Outline: 

Předmětem této práce bude teoretická i praktická příprava projektu AbloCAM. Jedná se o zařízení, jehož účelem bude automatizace metod ablačních otisků, což je soubor ověřených experimentálních technik využívaných k prostorové charakterizaci fokusovaných svazků rentgenových laserů, především pak laserů na volných elektronech (např. FLASH [Free-electron LASer in Hamburg] v Německu či LCLS [Linac Coherent Light Source] v USA). AbloCAM představuje vakuově kompatibilní a přesný motorizovaný manipulátor, který bude provádět automatizované ozařování vhodných pevnolátkových terčů podle předdefinovaných algoritmů a protokolů. Jedná se především o tzv. průchod ohniskem fokusovaného svazku (z-sken), fluenční sken (F-sken) příčného profilu svazku ve fixní poloze terče vůči ohnisku a kombinovaný F(z)-sken. Měření a vyhodnocení ablačních kontur vytvořených imprintů (kráterů, damage patterns) má být taktéž realizováno automaticky pomocí integrovaného optického mikroskopu NAVITAR vybaveného DIC (diferenciální interferenční kontrast; Nomarského) modulem.

Rešeršní část bakalářské práce by měla zmapovat současné trendy charakterizace fokusovaných svazků rentgenových laserů. Experimentální část bude zaměřena především na zprovoznění a testování optických vlastností modulárního mikroskopu NAVITAR v různých konfiguracích a situacích. Konstrukce zařízení AbloCAM je zcela nový projekt aplikacemi motivovaného výzkumu, který bude realizován na Fyzikálním ústavu AV ČR. Student se zapojí do řešitelského kolektivu a bude se spolupodílet na vývoji hardwarových a softwarových součástí zařízení AbloCAM. Vzhledem k potenciálu projektu, především implementace AbloCAMu v interakčních experimentech na tuzemských i zahraničích velkých zařízeních, lze očekávat navazující témata diplomové a dizertační práce.

Literatura / reference: 

J. Chalupský et al., “Characteristics of focused soft X-ray free-electron laser beam determined by ablation of organic molecular solids,” Opt. Express 15, 6036 (2007).
J. Chalupský et al., “Spot size characterization of focused non-Gaussian X-ray laser beams,” Opt. Express 18, 27836 (2010). 
J. Chalupský et al., “Comparing different approaches to characterization of focused X-ray laser beams,” Nucl. Instrum. Methods Phys. Res. A 631, 130 (2011). 
N. Gerasimova, S. Dziarzhytski, H. Weigelt, J. Chalupsky, V. Hajkova, L. Vysin, L. Juha, „In situ focus characterization by ablation technique to enable optics alignment at an XUV FEL source,“ Rev. Sci. Instrum. 84, 065104 (2013). 
J. Chalupský, T. Burian, V. Hájková, L. Juha, T. Polcar, J. Gaudin, M. Nagasono, R. Sobierajski, M. Yabashi, J. Krzywinski, „Fluence scan: an unexplored property of a laser beam,“ Opt. Express 21, 26363 (2013).