Influence of the number of atomic levels on the modelling of collisional X-ray lasers

0334086 - FZÚ 2010 RIV NL eng C - Conference Paper (international conference)
de Dortan, F. - Busquet, M. - Bar-Shalom, A. - Klapisch, M. - Oreg, J. - Rus, Bedřich - Kozlová, Michaela - Nejdl, Jaroslav
Influence of the number of atomic levels on the modelling of collisional X-ray lasers.
[Vliv počtu atomových hladin na modelování srážkových RTG laserů.]
X-Ray Lasers 2008. Dordrecht: Springer, 2009 - (Ciaran, L.; Riley, D.), s. 231-237. ISBN 978-1-4020-9923-6.
[International Conference on X-Ray Lasers /11th./. Belfast (GB), 17.08.2008-22.08.2008]
R&D Projects: GA AV ČR KAN300100702; GA ČR GA202/08/1734
Institutional research plan: CEZ:AV0Z10100523
Keywords : modelling of X-ray lasers * atomic levels * population * gain * spectra * transient schema
Subject RIV: BH - Optics, Masers, Lasers
http://www.springer.com/physics/optics/book/978-1-4020-9923-6

The number of atomic excited levels considered in codes modelling X-ray lasers is generally very limited. A few dozens or even two or three are considered while thousands times more do exist. We compute populations, gain and spectra with tens of thousands of levels out of equilibrium to model a Zinc Ne-like X-ray laser. The maximum gain, its thermodynamic conditions as well as the transverse spectrum compare well with the experiment. The gain is marginally reduced for stationary plasmas when the number of levels increases. But the radiative losses are strongly enhanced for thick plasmas. For transient schemes, some neighbouring levels are strongly coupled with the lasing levels and will modify the solution of the Maxwell Bloch equations in case of seeding with high harmonics.

Počet exitovaných atomových hladin uvažovaných v kódech používaných pro modelování RTG laserů je obecně velmi omezen. V úvahu se bere pouze několik desítek hladin zatímco jich existují tisíce. K modelování populace hladin, zisku a spekter neonu podobného zinkového RTG laseru bylo počítáno s desítkami tisíc nerovnovážných hladin. Maximální zisk, termodynamické podmínky, jakož i příčné spektrum jsou dobře srovnatelné s experimentem. Zisk je mírně nížší pro stacionární plazma, kdy počet úrovní je vyšší. Zářivé ztráty se výskytují především u hustého plazmatu. Pro transientní schémata jsou některé sousední hladiny silně spojený s laserující hladinou což ovlivní řešení Maxwellovy Blochovy rovnice jako například v případě zesilování vyšších harmonických.
Permanent Link: http://hdl.handle.net/11104/0178913