Разработка принципов создания лазерно-синхротронного комплекса и время-разрешенной диагностики сверхбыстрых процессов, инициируемых в веществе совместным рентгеновским и оптическим воздействием

Целью проекта является разработка концепции синхронного сверхбыстрого воздействия рентгеновского и оптического импульсов на вещество и практическая её реализация. В результате выполненных работ будут разработаны время-разрешенные методики исследования сверхбыстрых процессов, возникающих:- при одновременном воздействии на вещество мощных лазерных импульсов и синхротронного излучения; - при взаимодействии излучений лазерного и лазерно-плазменного сверхяркого рентгеновского источника. На этой основе будут проведены двух - энергетические оптико-рентгеновские эксперименты класса «накачка – зондирование».Источниками рентгеновского излучения в проекте будут служить как микро-лазерно-плазменный генератор характеристического рентгеновского излучения (~ 1 пс, 8 кэВ), снабженный рентгено - оптической схемой коллимации и фокусировки, так и направленный синхротронный источник рентгеновского излучения (~100 пс, 7 кэВ для критической частоты). Для совмещения и точного (~50-100 пс) относительного перемещения во времени рентгеновского и оптического импульсов будет разработана интеллектуальная система синхронизации на основе активной фазовой стабилизации двух независимых цугов – рентгеновских импульсов, частота следования которых определяется ВЧ системой накопительного кольца источника СИ, и фемтосекундных инфракрасных импульсов лазера.Создание относительно компактного и гибкого к изменению параметров (временная задержка, поток, фокусировка) сверхяркого точечного микро-лазерно-плазменного генератора характеристического рентгеновского источника позволит апробировать систему совпадений рентгеновского и лазерного импульсов по времени. То есть, создать рентгенооптический кросс-коррелятор с время-разрешенной регистрацией поглощения и/или дифракции рентгеновского излучения в процессе структурной перестройки материала образца в результате воздействия фемтосекундных лазерных импульсов.Интегрирование фемтосекундной лазерной системы с системами источника СИ позволит по схеме «накачка-зондирование» контролировать динамику вещества в сильнонеравновесных условиях. Разработанная система синхронизации позволит проводить время-разрешенные рентгеновские исследования динамики структурных переходов, инициируемые интенсивным локализованным фемтосекундным лазерным излучением в приповерхностной области микро - и нанообъектов (полупроводники, сегнетоэлектрики, кристаллы и т.д.). Результатом проекта станет создание впервые в России лазерно-синхротронного комплекса для исследования сверхбыстрых и сильнонеравновесных процессов в веществе.