Einfluss statischer und quasistatischer Magnetfelder auf ...

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3 Experimenteller Aufbau (a) Ansicht von der Seite (b) Ansicht schräg von unten Abbildung 3.12: Äquipotentialflächen der magnetischen Flussdichte eines NdFeB- 42-Magneten. Alle Achsen sind in Millimetern skaliert. Von oben nach unten bezeichnen die Flächen in 3.12(a) jeweils 0,1 T, 0,15 T, 0,2 T, 0,25 T, 0,3 T, 0,35 T und 0,4 T. Der Magnet befindet sich bei z = 0 mm. In Abbildung 3.12(b) ist deutlich die elliptische Form über der Oberfläche des Magneten zu erkennen. 34
4 Diskussion der Ergebnisse Die Energie des Heizlasers lag bei 6 J bzw. 2 J auf dem Target, um Plasmen mit verschiedenen Temperaturen untersuchen zu können. Der Laser strahlte innerhalb der Pulsdauer von 15 ns auf eine kreisförmige Fläche, die einen Radius von 0,5 mm besaß, auf das Target. Dies enspricht Intensitäten von 51 GW/cm 2 bzw. 17 GW/cm 2 . Einige Experimente wurden mit einem Fokusradius von 0,7 mm durchgeführt. Bei einer Laserenergie von 6 J erhält man eine Intensität von 26 GW/cm 2 . Zunächst werden die Messungen der optischen Schmierbildkamera beschrieben und es wird auf die Plasmadynamik eingegangen. Eine Diskussion der Messung der Elektronendichtegradienten, die mit Hilfe des Wollaston-Interferometers betrachtet wurden, folgt im Anschluss daran. Die Aufnahmen der schnellen Kamera werden wegen technischer Probleme nicht diskutiert. Zum Schluss wird auf die möglichen Fehlerquellen des Experimentaufbaus und der Auswertemethoden eingegangen. 4.1 Plasmadynamik Die Ausbreitungsgeschwindigkeiten des Plasmas werden aus den Bildern der optischen Schmierbildkamera bestimmt. Aus der Geschwindigkeit des unmagnetisierten Plasmas erhält man die Plasmatemperatur. Die Ausbreitungsgeschwindigkeit wird über die Verbreiterung der Halbwertsbreite (engl. Full Width at Half Maximum, FWHM) des Plasmaleuchtens ermittelt. Dazu werden innerhalb der ersten 150 ns vertikal äquidistant 1 mehrere horizontale Intensitätslinienprofile erstellt. Die Position der expandierenden Flanke des FWHMs wird für jedes Profil ermittelt und aufgetragen. Mit Hilfe einer linearen Regression wird dann die Geschwindigkeit ermittelt. Über die Geschwindigkeit des unmagnetisierten Plasmas kann über (2.5) die Plasmatemperatur bestimmt werden. Zur besseren Vergleichbarkeit wurden die Intensitäten der Aufnahmen auf die Intensität einer Referenzaufnahme skaliert. Die bei einer Laserintensität von 51 GW/cm 2 erstellten Aufnahmen der optischen Schmierbildkamera sind in Abbildung 4.1 dargestellt. Die gesamte Zeit der Verschmierung von der Oberkante des Bildes bis zur Unterkante beträgt 263 ns, die Zeitauflösung 6,2 ns. Abbildung 4.2 zeigt die Verschiebungen des FWHM, die aus den Aufnahmen ent- nommen wurden. Die mit Hilfe einer linearen Regression ermittelte Geschwindigkeit . Das magnetisierte Plasma zeigt beträgt für das unmagnetisierte Plasma 23,3 km s 1 (entspricht gleichem zeitlichen Abstand) 35
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