연구

연구분야

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연구부 소개

수십 TW (1012 W, 1조 와트) 이상의 초고출력 레이저를 이용하여 초강력 레이저장 (>1019 W/cm2) 형성
초강력 레이저장을 이용한 상대론 영역에서의 빛과 물질의 상호작용 탐구
  • 상대론적 레이저-플라즈마 상호작용
  • 실험적 천체물리 (Laboratory Astrophysics)
  • 극한 환경의 물성
  • 강력장 양자전기역학 (Strong Field Quantum Electrodynamics)
  • 극초단 이차선원 (양성자, 이온, 전자, 고에너지 광자) 개발 및 응용

레이저 세기의 발전 경향 및 레이저 세기에 따른 상호작용 영역

초강력 레이저 개발 및 초강력 레이저장 형성 연구

처프 펄스 증폭 (Chirped Pulse Amplification, CPA) 기술 기반의 초고출력 레이저 개발
  • PW (1015 W, 1천조 와트) 수준의 초고출력 극초단 레이저 개발 연구
  • 인공지능 기반의 레이저 성능 안정화 기술 및 운영 자동화 기술 개발
처프 펄스 증폭 (CPA) 개념도
4 PW 초강력 레이저 (82 J, 20 fs, 0.1 Hz)
150 TW 초강력 레이저 (4 J, 25 fs, 5 Hz)
초강력 레이저 펄스의 시간 품질 제어 및 개선 기술 개발
  • Optical Parametric Chirped Pulse Amplification (OPCPA) 기술 개발
  • Cross-polarized wave generation (XPW) 기술 개발
  • Plasma Mirror 기술 개발
적응광학 (Adaptive optics) 기술을 이용한 초강력 레이저장 형성 연구
  • 초고출력 레이저의 파면 왜곡 보정 및 강한 공간 집속을 통한 초강력 레이저장 형성 연구
  • 초고출력 레이저의 시공간 얽힘 (spatio-temporal coupling) 진단 및 개선 연구
2차원 초점 이미지
3차원 초점 이미지
4 PW 초고출력 레이저를 이용한 초강력 레이저장 형성 (집속 세기 > 1023 W/cm2)

초강력 레이저와 물질과의 상호작용 연구

초강력 레이저가 물질에 입사하면서 발생되는 극한 조건의 물리적 환경에서 새로운 물리 현상 탐구
초강력 레이저와 물질과의 상호작용
PW 레이저 플라즈마 실험실
150 TW 레이저 플라즈마 실험실
초강력 레이저와 저밀도 플라즈마의 상호작용 연구
  • 10 GeV 수준의 전자빔 발생 및 특성 안정화 연구
    • 강력장 양자전기역학 연구
    • 비선형 Compton 산란 과정을 통한 감마선원 개발 연구
    • 비선형 Breit-Wheeler 과정을 통한 전자-양전자 쌍 생성 연구
  • 고에너지 방사선 (Betatron, Bremsstrahlung)의 특성 분석 및 응용 연구
플라즈마 항적장 가속에 의한 고에너지 전자빔 발생
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베타트론 감마선을 이용한 이미지 측정


고에너지 전자빔 발생 실험
전자빔과 초강력 레이저의 비선형 Compton 산란에 의한 감마선원 발생 실험 (강력장 양자전기역학)
초강력 레이저와 고밀도 플라즈마의 상호작용 연구
  • 200 MeV 급 준단일 에너지의 양성자/이온 발생 연구
  • 양성자를 이용한 바이오 응용 연구
  • 전자기 복사, 전자 및 이온 특성 분석을 위한 다양한 진단 장치 개발
Radiation Pressure Acceleration (RPA)
RPA에 의한 고에너지 양성자 및 이온 발생
Target Normal Sheath Acceleration (TNSA)
TNSA에 의한 고에너지 양성자 및 이온 발생
초강력 레이저와 물질의 상호작용에 대한 이론 연구
  • 초강력 전자기장과 플라즈마 사이의 에너지 전달 메커니즘 이해
  • 상대론적 비선형성에 의한 극한 환경의 형성과 안정성 이해
  • 상대론적 레이저-플라즈마 상호작용을 기반으로 한 새로운 입자 가속 메커니즘 개발
  • Particle-in-cell 전산모사 코드 개발
레이저 여기 플라스마 파동에 의한 전자 가속
(전산모사)
레이저 복사압에 의한 양성자 가속
(전산모사)