Descrizione della commessa "Generazione di radiazione X ultrabeve \"soft e hard\" e di impulsi ad attosecondi: sistemi \"table-top\" per analisi avanzata dei materiali (MD.P03.007)"

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  • Descrizione della commessa "Generazione di radiazione X ultrabeve \"soft e hard\" e di impulsi ad attosecondi: sistemi \"table-top\" per analisi avanzata dei materiali (MD.P03.007)" (literal)
Strumentazione
  • - Sistema laser a femtosecondi (oscillatore + amplificatore e compressore) a Titanio in Zaffiro (durata 25 fs, energia 1 mJ e frequenza di ripetizione 1 kHz) con stabilizzazione attiva della fase - Due linee di amplificazione in parallelo a 30 fs, 2 mJ e 1 KHz - Sistema di compressione degli impulsi mediante fibra cava e chirped mirrors: 5 fs, 250 microjoule, 1 kHz - Camera di generazione di armoniche di ordine elevato e spettrometro XUV a campo piatto. - Sistema laser a femtosecondi (oscillatore+amplificatore e compressore) a Titanio in Zaffiro (durata 45 fs, 2 mJ, 1 kHz) -Sistema laser al terawatt a Titanio in Zaffiro: 60 fs, 120 mJ, 10 Hz - Camera di interazione e spettrometro per raggi X da plasma generato da laser (literal)
  • - Sistema laser a femtosecondi (oscillatore + amplificatore e compressore) a Titanio in Zaffiro (durata 25 fs, energia 1 mJ e frequenza di ripetizione 1 kHz) con stabilizzazione attiva della fase - Due linee di amplificazione in parallelo a 30 fs, 2 mJ e 1 KHz - Sistema di compressione degli impulsi mediante fibra cava e chirped mirrors: 5 fs, 250 microjoule, 1 kHz - Camera di generazione di armoniche di ordine elevato e spettrometro XUV a campo piatto. - Sistema laser a femtosecondi (oscillatore+amplificatore e compressore) a Titanio in Zaffiro (durata 45 fs, 2 mJ, 1 kHz) -Sistema laser al terawatt a Titanio in Zaffiro: 60 fs, 120 mJ, 10 Hz - Camera di interazione e spettrometro per raggi X da plasma generato da laser (literal)
Tematiche di ricerca
  • Nel settore dei raggi X soft: ottimizzazione dell'efficienza di generazione di armoniche di ordine elevato, misura della durata e selezione spettrale mediante monocromatori 'time invariant'. Generazione di impulsi di elevata energia nell'infrarosso accordabili per la produziuone di armoniche di ordine elevato, mediante anche l'uso di tecniche a due colori. Nel settore della fisica degli attosecondi: generazione controllata degli impulsi e sviluppo di tecniche per la loro caratterizzazione temporale. Nel settore delle applicazioni: studio della dinamica elettronica ad attosecondi mediante tecniche di pump-probe (impulsi ad attosecondi come pump e impulsi nell'infrarosso come probe). Nel settore dei raggi X hard (energie del keV): generazione di impulsi da plasma mediante focalizzazione di laser multi-terawatt su bersagli solidi e sviluppo di tecniche di imaging. (literal)
Competenze
  • Sviluppo di sorgenti laser a femtosecondi - Tecniche di compressione ottica di impulsi a femtosecondi di elevata energia - Tecniche di misura di impulsi a femtosecondi - Generazione di armoniche di ordine elevato in gas - Tecniche di generazione di impulsi ad attosecondi e loro caratterizzazione - Progettazione e sviluppo di beamline con ottiche a larga banda nella regione X-UV - Codici di calcolo per lo studio dell'interazione radiazione materia ad alta intensità - Strumentazione in generale (dispositivi, apparecchiature o impianti utilizzati per lo svolgimento delle attività) - Sistema laser a femtosecondi (oscillatore + amplificatore e compressore) a Titanio in Zaffiro (durata 25 fs, energia 1 mJ e frequenza di ripetizione 1 kHz) con stabilizzazione attiva della fase - Due linee di amplificazione in parallelo a 30 fs, 2 mJ e 1 KHz - Sistema di compressione degli impulsi mediante fibra cava e chirped mirrors: 5 fs, 250 microjoule, 1 kHz - Camera di generazione di armoniche di ordine elevato e spettrometro XUV a campo piatto. - Sistema laser a femtosecondi. (literal)
  • Competenze (conoscenze possedute dai partecipanti alla commessa rilevanti ai fini del suo svolgimento) Sviluppo di sorgenti laser a femtosecondi - Tecniche di compressione ottica di impulsi a femtosecondi di elevata energia - Tecniche di misura di impulsi a femtosecondi - Generazione di armoniche di ordine elevato in gas - Tecniche di generazione di impulsi ad attosecondi e loro caratterizzazione - Progettazione e sviluppo di ottiche a larga banda nella regione X-UV - Progettazione di spettrometri e rivelatori nel X-UV - Codici di calcolo per lo studio dell'interazione radiazione materia ad alta intensità - Strumentazione (dispositivi, apparecchiature o impianti utilizzati per lo svolgimento delle attività) - Sistema laser a femtosecondi (oscillatore + amplificatore e compressore) a Titanio in Zaffiro (durata 25 fs, energia 1 mJ e frequenza di ripetizione 1 kHz) con stabilizzazione attiva della fase - Due linee di amplificazione in parallelo a 30 fs, 2 mJ e 1 KHz - Sistema di compressione degli impulsi mediante fibra cava e chirped mirrors: 5 fs, 250 microjoule, 1 kHz - Camera di generazione di armoniche di ordine elevato e spettrometro XUV a campo piatto. - Sistema laser a femtos (literal)
Potenziale impiego per processi produttivi
  • La messa a punto di sistemi table-top per la generazione efficiente di radiazione X-UV coerente consentirebbe in alcuni casi l'applicazione di tecniche diagnostiche senza dover ricorrere alle sorgenti di radiazione di sincrotrone, presenti solamente presso le grandi facility. (literal)
Obiettivi
  • Gli obiettivi nella generazione X consistono nell'ottimizzazione e caratterizzazione della radiazione in termini di efficienza di produzione e misura della durata degli impulsi. Per gli impulsi ad attosecondi l'obiettivo consiste nello sviluppo di tecniche di generazione controllata. Infine si prevede la realizzazione di sistemi di misura (del tipo pump-probe) per l'analisi dei materiali. Le competenze sono ampie e comprendono il settore laser, le ottiche X e la fisica dei materiali. (literal)
Stato dell'arte
  • La ricerca si pone all'interno di un ampio contesto internazionale che vede i maggiori laboratori laser europei, americani e giapponesi impegnati nella produzione di radiazione X ultrabreve e nella fisica degli attosecondi. In ambito europeo sono numerose le iniziative che trovano riscontro in progetti o reti finanziati dalla Comunità Europea. La commessa è impegnata nelle tematiche di ricerca connesse allo sviluppo e costruzione della infrastruttura pan-europea \"Extreme Light Infrastructure\" (ELI) appartenente alla roadmap ESFRI. Inoltre lo sviluppo dei Free Electron Laser (FEL) prevede l'uso di sorgenti di radiazione X-UV coerente ultrabreve per tecniche di seeding. L'attività di ricerca si inserisce in questo contesto con elementi di assoluta originalità come: (i) l'uso di impulsi di pochi cicli ottici di elevata energia; (ii) l'utilizzo di tecniche di controllo della fase assoluta; (iii) gli ampi risvolti applicativi. (literal)
  • La ricerca si pone all'interno di un ampio contesto internazionale che vede i maggiori laboratori laser europei, americani e giapponesi impegnati nella produzione di radiazione X ultrabreve e nella fisica degli attosecondi. In ambito europeo sono numerose le iniziative che trovano riscontro in progetti o reti finanziati dalla Comunità Europea. Inoltre lo sviluppo dei Free Electron Laser (FEL) prevede l'uso di sorgenti di radiazione X-UV coerente ultrabreve per tecniche di seeding. L'attività di ricerca si inserisce in questo contesto con elementi di assoluta originalità come: (i) l'uso di impulsi di pochi cicli ottici di elevata energia; (ii) l'utilizzo di tecniche di controllo della fase assoluta; (iii) gli ampi risvolti applicativi. (literal)
Tecniche di indagine
  • - Tecniche di auto-correlazione per la misura di impulsi a femtosecondi (ampiezza e fase) - Tecniche di controllo della fase assoluta per impulsi di pochi cicli ottici - Tecniche di spettrometria \"time invariant\" per la selezione spettrale di impulsi di radiazione a larga banda nel X-UV - Tecniche di cross-correlazione per la misura di impulsi ad attosecondi (ampiezza e fase) (literal)
  • Tecniche di auto-correlazione per la misura di impulsi a femtosecondi (ampiezza e fase) - Tecniche di controllo della fase assoluta per impulsi di pochi cicli ottici - Tecniche di spettrometria \"time invariant\" per la selezione spettrale di impulsi di radiazione a larga banda nel X-UV - Tecniche di cross-correlazione per la misura di impulsi ad attosecondi (ampiezza e fase) (literal)
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