Master's Thesis

Diagnostics of Ti:Sa laser pulses for plasma generation

Final Thesis 2.92 MB

Author of thesis: Ing. Jiří Weiss

Acad. year: 2014/2015

Supervisor: prof. Ing. Jozef Kaiser, Ph.D.

Reviewer: Mgr. Ota Samek, Ph.D.

Abstract:

This diploma thesis is focused on investigation of temporal characteristics of laser pulses
generated by oscillator with Ti:Sapphire active laser medium. In terms of properties of laserinduced
plasmas the beam quality is crucial, in particular laser pulse contrast ratio. A new
prototype of third order autocorrelator was designed. Pulse contrast ratio measurement is
based on sum frequency generation between pulse of fundamental wavelength and its
frequency doubled replica. Dynamic range of presented autocorrelator is estimated to be up to
8×10^12 which is more than currently available commercial devices can offer.

Keywords:

Third order autocorrelator, β-BBO crystal, laser contrast, Ti:Sapphire

Date of defence

22.06.2015

Result of the defence

Defended (thesis was successfully defended)

znamkaCznamka

Grading

C

Language of thesis

Czech

Faculty

Department

Study programme

Applied Sciences in Engineering (N3901-2)

Field of study

Physical Engineering and Nanotechnology (M-FIN)

Composition of Committee

prof. RNDr. Tomáš Šikola, CSc. (předseda)
prof. RNDr. Miroslav Liška, DrSc. (místopředseda)
prof. RNDr. Bohumila Lencová, CSc. (člen)
prof. RNDr. Jiří Komrska, CSc. (člen)
prof. RNDr. Petr Dub, CSc. (člen)
prof. RNDr. Radim Chmelík, Ph.D. (člen)
prof. RNDr. Jiří Spousta, Ph.D. (člen)
prof. Ing. Ivan Křupka, Ph.D. (člen)
prof. RNDr. Pavel Zemánek, Ph.D. (člen)
RNDr. Antonín Fejfar, CSc. (člen)

Supervisor’s report
prof. Ing. Jozef Kaiser, Ph.D.

Autor diplomové práce se seznámil s možnostmi generace plazmatu pomocí laserového záření, dále s metodami používanými pro měření a  charakterizaci fs impulzu a navrhnul diagnostiku pro měření parametrů časové domény fs impulzu. V rámci diplomové práce prezentoval návrh samotného autokorelátoru třetího řádu pro měření laserového kontrastu. Navržený autokolerátor taky sestavil - výsledkem diplomové práce je funkční prototyp autokorelátoru třetího řádu. Lze konstatovat, že diplomant splnil požadavky a cíle zadání. Z těchto důvodů doporučuji diplomovou práci k obhajobě a hodnotím ji výsledným klasifikačním stupněm výborně/A.
Evaluation criteria Grade
Splnění požadavků a cílů zadání A
Postup a rozsah řešení, adekvátnost použitých metod A
Vlastní přínos a originalita B
Schopnost interpretovat dosažené vysledky a vyvozovat z nich závěry B
Využitelnost výsledků v praxi nebo teorii A
Logické uspořádání práce a formální náležitosti A
Grafická, stylistická úprava a pravopis B
Práce s literaturou včetně citací B
Samostatnost studenta při zpracování tématu A

Grade proposed by supervisor: A

Reviewer’s report
Mgr. Ota Samek, Ph.D.

Předložená práce se zabývá velmi náročnou a v mezinárodním měřítku velmi aktuální oblastí směřující k mnoha technickým a biotechnologickým aplikacím – diagnostikou laserových pulzů.
Předloženou magisterskou práci hodnotím jako velmi dobrou. Z prezentace získaných  výsledků  je vidět, že student je schopný samostatně řešit teoretické a experimentální  problémy. V tomto případě  k  zlepšení experimentální sestavy určené pro diagnostiku femtosekundového pulzu..

Pečlivá teoretická a  konstrukční práce přinesla spolupráci s Fyzikálním ústavem AV ČR, což hodnotím jako velmi kvalitní tvůrčí výsledek.  Jedná se o vynikající práci, a to především s ohledem na možnost praktického využití v různých  aplikacích pro testování/monitorování ultrakrátkých laserových pulzů. V této oblasti výzkumu se každé zlepšení velmi cení a ukazuje  kvalitu a originalitu  získaných výsledků. Diplomant  také předpokládá využití sestavy v rámci projektu ELI Beamlines, čímž by se jeho projekt okamžitě zařadil do špičkového světového výzkumu.

Diplomant pracoval samostatně a velmi pozorně nastudoval aktuální literaturu. Svědčí o tom odkaz na vědecký článek [24] publikovaný skupinou Dr. Hergenrodera (jedna z prvnch skupin která se dlouhodobě analyticky zabývá srovnáním fs a ns pulzů).

Jak jsem naznačil, diplomant precizně zvládl teoretickou část a i s experimentální částí si poradil naprosto bezchybně - s citem zkušeného experimentátora. Získané experimentální výsledky v této oblasti  je třeba brát jako výrazný tvůrčí příspěvek k dalšímu pokroku této techniky na mezinárodním poli.  Při řešení tématu diplomant získal potřebné teoretické a experimentální znalosti k dalšímu rozvoji tohoto náročného výzkumu.

Předloženou diplomovou  práci hodnotím jako velmi dobrou. Student je  schopen samostatně zpracovat a řešit daný problém, a proto tuto práci  hodnotím klasifikačním stupněm A-výborně.
Evaluation criteria Grade
Splnění požadavků a cílů zadání A
Postup a rozsah řešení, adekvátnost použitých metod A
Vlastní přínos a originalita A
Schopnost interpretovat dosaž. vysledky a vyvozovat z nich závěry A
Využitelnost výsledků v praxi nebo teorii A
Logické uspořádání práce a formální náležitosti A
Grafická, stylistická úprava a pravopis A
Práce s literaturou včetně citací A
Topics for thesis defence:
  1. a) Pro laserové ablace v režimu nanosekund a femtosekund – velmi stručně srovnejte výhody/nevýhody obou režimů pro analýzu biologických vzorků kde důraz je kladen na měření hloubkových profilů.
  2. b) Na straně 43 (Optické komponenty) uvádíte, že průměr svazku lze měnit Galileovým teleskopem. Otázka - Může dojít ke změně doby trvání pulzu pokud by byl tento teleskop umístěn v optické dráze fs pulzů? Je možné, že po průchodu optickou sestavou již daný fs pulz bude řádově ns? Prosím velmi stručně o komentář.

Grade proposed by reviewer: A

Responsibility: Mgr. et Mgr. Hana Odstrčilová