Hızlandırıcılara dayalı kızıl ötesi serbest elektron lazeri (IR-FEL) optimizasyonu


Tezin Türü: Yüksek Lisans

Tezin Yürütüldüğü Kurum: Ankara Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Türkiye

Tezin Onay Tarihi: 2006

Tezin Dili: Türkçe

Öğrenci: ÖZLEM KARSLI

Danışman: ÖMER YAVAŞ

Özet:

Bu çalışmada, Türk Hızlandırıcı Merkezi projesinde test laboratuvarı olarak önerilen kızılötesi serbest elektron lazeri (IR FEL) için 20, 40 ve 50 MeV enerjili lineer elektron hızlandırıcısı göz önünde bulundurularak gereken optimizasyon yapılmış, elde edilen ışınımın özellikleri belirlenerek bu ışınımın biyoteknoloji, yarıiletkenler, fotokimya ve nanoteknoloji gibi dört temel çalışma alanındaki uygulamaları incelenmiştir.Çalışmada öncelikle; 20, 40 ve 50 MeV enerjili elektron demetleri için optik kavitenin özellikleri belirlenmiştir. Optik kavite tasarımı yapılan sistemde; elde edilecek olan ışınımın enerjisi, gücü, akısı ve parlaklığı gibi fiziksel özellikleri gerekli hesaplama ve grafiklerle belirlenmiştir. Sonuçlar benzer laboratuvarların verileri ile karşılaştırılarak uygunluğu değerlendirilmiştir. Çalışmanın son aşamasında, elde edilecek olan ışınımın uygulama alanları tespit edilmiş ve benzer laboratuvarların (Osaka iFEL, Tokyo FEL-SUT, ABD MARK III, Fransa CLIO) kullanıcı laboratuvarlarındaki uygulama alanları araştırılmıştır. TAC IR-SEL laboratuvarında elde edilecek ışınımın atma yapısının belirlenmesi için, söz konusu laboratuvarlardaki uygulama alanlarında kullanılan ışınımın atma yapılarına uygun atma yapıları belirlenmiş ve ışınımın atma yapısını elektron demetinin atma yapısı belirlediğinden; lineer hızlandırıcıdan elde edilen elektron demetinin atma yapısı belirlenmeye çalışılmıştır. TAC IR-SEL laboratuvarı hayata geçirilirken özellikle teknik şartname aşamasında bu tezde ulaşılan parametreler ve saptanmış uygulama alanları baz alınacaktır. Astract In this study, an oscillator IR-FEL optimization which was proposed as a test facility inTurkic Accelerator Center Project was studied that was taken into consideration 20, 40 and50 MeV linear electron accelerators. The main parameters of the laser, and the possibleapplications in biotechnology, semiconductors, photochemistry and nanotechnology weredetermined. First of all; optical cavity parameters were studied for 20, 40 and 50 MeV electron beam.The main parameters of the laser beam such as energy, power, flux, brightness and theirgraphics were determined in this optical cavity system. The results were compared with IRFELlaboratoriesin thesimilarelectronbeamenergy range. Finally,the possibleapplicationsand the basic and applied researchin Osaka iFEL, Tokyo FEL-SUT, USAMARKIII, France CLIO IR-FEL laboratorieswereresearchedand thepulse structuresofTACIR-FEL laserbeamwere determined.Asthe pulse structures of the laser beamdependson the pulse structures oftheelectronbeam;the electron beamstructure obtainedbylinear electron accelerators was studied. WhenTAC IR-FEL laboratory is set up, the parametersand applied researches determinedin this thesis will be used at the time of writing technical specifications