10 years of ELI 10 years of ELI 10 years of ELI

Laserový den na VUT v Brně

Další Laserový den pořádal Fyzikální ústav AV ČR, v. v. i., ve spolupráci s Ústavem telekomunikací VUT v Brně. Akce proběhla na půdě VUT v Brně 15. prosince 2014 od 10:00.

Smyslem Laserových dnů je seznámit VŠ studenty s problematikou laserových technologií a jejich aplikacemi v praxi, a to jak formou krátkých seminářů, tak několika interaktivních demonstrací různých fyzikálních jevů.

Laserové dny jsou otevřeny všem, není nutné se registrovat!

 

ANOTACE:

Zkrocené světlo – základy laseru

Ing. Zbyněk Hubka

Laser – slovo skloňované v dnešní společnosti téměř na každém kroku. Víte ale, co zkratka „LASER“ vlastně znamená a kdy se poprvé objevila? Přednáška vám představí laser jako unikátní zdroj světla a energie s vlastnostmi, které žádná jiná technologie nenabízí. Přiblíží vám, jak laser funguje, představí různé typy laserů, ale také upozorní, na co byste si při práci s nimi měli dát určitě pozor.

 

Ultraintenzivní lasery

Ing. Ondřej Slezák, Ph.D.

Velké množství zejména vědeckých aplikací laserů vyžaduje užití extrémně vysokých výkonů. Zvyšovat tzv. špičkový výkon laserových pulsů lze v principu dvěma způsoby. Buď je možné zvyšovat energii v laserovém pulsu, anebo zkracovat puls v čase a tím docílit velice krátkého “bliknutí” laseru. Protože je zvyšování energie velice náročné, a ne vždy žádoucí pro aplikace, je hlavním způsobem generace ultraintenzivních laserových pulsů jejich zkracování v čase. V dnešní době je možné zkrácením laserového pulsu na řádově jednotky až desítky femtosekund (10-15 s) dosáhnout špičkového výkonu pulsu až jednotky petawattů (1015 W). Tyto extrémní výkony je navíc možné soustředit do velice malého prostoru, což vede k velkému nárůstu intenzity záření. Tento jev zná ostatně každý, kdo někdy zapaloval papír obyčejnou lupou. Vystavení různých materiálů těmto vysokým hustotám energie umožňuje vědcům studovat extrémní stavy hmoty, urychlovat elemetární částice na vysoké rychlosti, studovat průběh velice rychlých fyzikálních a chemických procesů nebo například velice speciálními způsoby opracovávat a modifikovat různé materiály.

 

Aplikace laserů v průmyslu, lékařství a výzkumu

Ing. Ondřej Slezák, Ph.D.

Lasery pomáhají řezat plech a svářet automobily, přesně měřit vzdálenosti, u lékaře pomohou vyléčit oči či zuby, doma umožní shlédnout nejnovější film na DVD nebo modernějším BD disku, případně filmy sledovat online pomocí vysokorychlostního připojení zprostředkovaného optickými kabely, ve kterých se šíří opět laserové pulsy. I přes masivní uplatnění laserů v průmyslu a spotřební elektronice mají lasery ve vědě a výzkumu nezastupitelné místo zejména při vytváření vysokých hustot energie a v diagnostice různých fyzikálních, chemických i biologických jevů. V laboratořích biologů např. umožňují špičkové lasery pohled do nitra buněk nebo fotografování průběhu chemických reakcí v laboratořích chemiků. Jednotlivými aplikacemi vás provede tento seminář.

 

Tajemství krátkovlnného záření

Ing. Michal Nevrkla, Ph.D.

V první části přednášky bude nastíněn princip vzniku záření. Na záření se budeme dívat jako na elektromagnetickou vlnu – ta vzniká nepřímočarým, nebo zrychleným pohybem elektronů. V druhé části přednášky bude následně popsáno několik metod generace RTG záření od klasické RTG lampy, sloužící k medicínské nebo industriální radiografii a tomografii, až po výkonné RTG lasery na volných elektronech, s jejichž pomocí vědci dokáží difraktivními metodami zobrazovat struktury na molekulární úrovni. Přednášku doplní názorné aplety.

 

Mezioborové aplikace laserem generovaného záření a částic

RNDr. Štefan Michalik, Ph.D.

Při interakci intenzivních laserových pulsů s hmotou dochází ke vzniku sekundárních typů záření, jako je právě rentgenové záření. Takto získané rentgenové záření má stejný impulzní charakter jako původní laserový paprsek, což nám dává jedinečnou možnost studia ultrakrátkých procesů. V průběhu přednášky bude vysvětlen princip činnosti K-alfa laserem indukovaného rentgenového zdroje. Dále se přednáška zaměří na představení konceptu „pump&probe“ experimentů jako jednoho z nejvhodnějších nástrojů studia dynamických procesů se zaměřením na využití časově rozlišitelné rentgenové difrakce.

 

Laser Driven Ion Acceleration and Hadrontherapy

Daniele Margarone, Ph.D.

Hadrontherapy is a radiotherapy technique which uses a collimated beam of protons/ions for the sterilization of tumour cells. High energy beams of charged particles offer significant advantages for treatment of deep-seated local tumours in comparison to megavolt photon therapy. However, proliferation of hadrontherapy facilities is strongly limited due to huge costs associated to such complex medical centres.

Laser driven ion acceleration is an emerging innovative technique which allows generating high energy proton/ion beams in a much shorter distance than standard accelerators. This new approach, along with the installation of new high power laser facilities (e.g. ELI Beamlines in the Czech Republic), is very promising for future applications in cancer therapy since it might drastically reduce the cost of hadrontherapy centres.

 

Laser Mégajoule

Prof. Bruno Le Garrec, MSc.

This presentation will provide all the necessary informations to understand the Megajoule laser program and its challenges. The Megajoule laser is capable of focusing its energy on to an extremely small micro-target in an extremely short space of time. The characteristics of this exceptional installation have been defined to obtain the temperature and pressure conditions required to reach thermonuclear ignition.

The presentation will be mainly focused on the management aspects of the program, explaining how the technical background has been used for building at first a full scale prototype before implementing the full LMJ facility. It will also sets out the scientific and technical forms of collaboration involved, together with the steps taken to ensure the safety of the employees and the general public and the protection of the environment.