Quantum Elektronik

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Quantenelektronik ist jene Disziplin der Physik, die sich mit dem Einfluss der Quantenmechanik auf das spezifische Verhalten von Elektronen in Elementen oder der Materie befasst. Um ein tiefgreifendes Verständnis der Quantenelektronik als Ganzes zu erhalten, muss die Atomphysik, die das Innenleben von Atomen in der Materie untersucht und erklärt, sehr gut verstanden werden. Die Atomphysik gilt weithin als das aktivste Testgelände der Quantentheorie und ist zu Recht das Gebiet umfangreicher Forschung sowohl für ihren Beitrag zur Quantenelektronik und -technologie im Allgemeinen als auch für ihren Beitrag zur gesamten Physik im Grunde. Nicht nur die Quantenelektronik, sondern eine Vielzahl anderer Disziplinen sind in dieser Hinsicht der Atomphysik stark verpflichtet, einige davon sind Quantenchemie, Astrophysik, Festkörperphysik, Die Hauptaufgabe der Atomphysik besteht darin, die Wellenfunktionen sowie die aus dem quantisierten Elektron emittierten Energien zu bestimmen. Alles andere, was mit dem Kern zu tun hat, bleibt der Kernphysik überlassen. Für die Konzeptentwicklung müssen wir also die Grundlagen der Atomphysik hervorheben, bevor wir mit den Anwendungen der Quantenelektronik fortfahren. Die Erzeugung und direkte Verstärkung kurzer Laserpulse mit hohen Ausgangsenergien erfordert die Verwendung von Verstärkern und anderen Komponenten mit großer Apertur, was die Schwierigkeiten beim Aufbau geeigneter Systeme und letztendlich deren Kosten erheblich erhöht. Die Fortschritte bei der Erzeugung maximaler Pulsintensitäten zeigen, dass die Anwendung von Verstärkung und Kompression die Intensität von gechirpten Pulsen erhöht hat. Bei der Wechselwirkung von ultrakurzen Impulsen mit festen Zielen sollte der Kontrast solcher Impulse ausreichend hoch sein, um sicherzustellen, dass sich kein Plasma bildet, bevor der Hauptimpuls auf einem Ziel ankommt. Der Kontrast kann durch verschiedene Faktoren verbessert werden, die sich in unterschiedlichen Zeitintervallen auf unterschiedliche Weise manifestieren. Im Mikrosekundenbereich kann der Kontrast durch Superlumineszenz von Laserverstärkern verringert werden, was durch eine Vielzahl von Methoden wie räumliche Filter und optische Schalter wirksam beseitigt werden kann. Der grundlegende Ansatz zur Verbesserung des Kontrastes eines Impulses beinhaltet die Verwendung einiger nichtlinearer Prozesse, die stark von der Intensität abhängen und durch nicht lange genug Zeit gekennzeichnet sind. Die Verwendung von superintensiver Laserstrahlung bietet neue Möglichkeiten zur Untersuchung der Wechselwirkung von Ultra -starke Laserfelder mit Materie und eröffnet neue Wege in diesem Bereich der Physik. Dies gilt insbesondere für die Erzeugung elektrischer Felder, deren Intensität erheblich über der intraatomaren Intensität liegt. Es besteht ein großes Interesse an der Erzeugung von Ionen mit einer hohen Ionenladung. Bei Laserstrahlungsintensitäten I> 10 17 Wcm -2, wenn die erfasste Geschwindigkeit der Elektronenschwingungen? E ist höher als die thermische Geschwindigkeit? T kann ein neues physikalisches Objekt erzeugt werden: Dieses Objekt ist eine Hochtemperatur über dichtem Laserplasma, kontrastreichen Laserpulsen ausgesetzt, bei denen Elektronen während der Lebensdauer des Plasmas keine signifikante Energie für Ionen abgeben. Eine weitere Erhöhung der Intensität über 10 19 Wcm −2 ermöglicht es, die nächste physikalische Schwelle zu erreichen, wenn die Energie der Elektronenschwingungen im Feld einer elektromagnetischen Welle gleich der Elektronenruhenergie wird. Diese Situation entspricht der Physik des relativistischen Laserplasmas, wenn die vom Laserstrahl erfasste Elektronenenergie 1 MeV überschreitet und das Laserfeld den Zustand der Kerne direkt beeinflussen kann. Bei noch höheren Laserintensitäten (I> 10 20 Wcm −2) werden die Prozesse der Anregung von Kernen und von Kernreaktionen durch direkte Einwirkung eines starken Feldes wahrscheinlich, so dass eine beträchtliche Anzahl angeregter Kerne erzeugt werden kann. bei denen Elektronen während der Lebensdauer des Plasmas keine signifikante Energie für Ionen abgeben. Eine weitere Erhöhung der Intensität über 10 19 Wcm −2 ermöglicht es, die nächste physikalische Schwelle zu erreichen, wenn die Energie der Elektronenschwingungen im Feld einer elektromagnetischen Welle gleich der Elektronenruhenergie wird. Diese Situation entspricht der Physik des relativistischen Laserplasmas, wenn die vom Laserstrahl erfasste Elektronenenergie 1 MeV überschreitet und das Laserfeld den Zustand der Kerne direkt beeinflussen kann. Bei noch höheren Laserintensitäten (I> 10 20 Wcm −2) werden die Prozesse der Anregung von Kernen und von Kernreaktionen durch direkte Einwirkung eines starken Feldes wahrscheinlich, so dass eine beträchtliche Anzahl angeregter Kerne erzeugt werden kann. bei denen Elektronen während der Lebensdauer des Plasmas keine signifikante Energie für Ionen erzeugen. Eine weitere Erhöhung der Intensität über 10 19 Wcm −2 ermöglicht es, die nächste physikalische Schwelle zu erreichen, wenn die Energie der Elektronenschwingungen im Feld einer elektromagnetischen Welle gleich der Elektronenruhenergie wird.