Brilliance Improvement of a Laser-Produced Soft X-Ray Plasma

The brilliance of a laser-produced soft X-ray source is enhanced for gaseous target concepts. In contrast to solid or liquid target materials, these sources are clean and versatile but provide a comparably low conversion efficiency of laser energy into EUV and soft X-ray radiation. The basic idea is to induce supersonic effects in the gas jet, leading to a local increase of the particle density, and thus, to a larger number of possible emitters. Typically, the target gas is expanded into a vacuum environment and the density rapidly drops in all directions. In the present approach, a low pressure helium atmosphere is used to generate shock waves in the supersonic nozzle flow. Passing through these structures, the target gas is recompressed, and the particle density is raised. By focusing the laser beam into such regions, a higher number of gas atoms can be ionized resulting in a brighter and smaller plasma

Derivation of aerosol optical properties using ground-based radiation measurements

The knowledge of the optical and microphysical properties of aerosol particles in the atmosphere is relevant in various scientific fields from public health issues to climate modeling. A retrieval method is presented that estimates the single scattering albedo and asymmetry parameter of aerosol particles in regions of high pollution using spectral ground-based radiance and irradiance measurements, radiative transfer simulations, and a priori knowledge of the aerosol optical depth (AOD) derived from sun photometer observations. The used measurement data originated from the Pearl River Delta in China. The results are compared with sun photometer data and show a high agreement for AODs larger than 0.5. For low AODs and for cloudy conditions the method did not work due to the strong sensitivity of the initial parameters.Kenntnisse über optische und mikrophysikalische Eigenschaften von Aerosolpartikeln in der Atmosphäre werden in vielen verschiedenen wissenschaftlichen Gebieten benötigt. Diese reichen vom Gesundheitswesen bis hin zur Klimamodellierung. Deswegen wird im Folgenden eine Ableitungsmethode vorgestellt, die die Einfachstreualbedo und Asymmtrieparameter von Aerosolpartikeln bestimmt. Diese Methode wurde dabei für Messungen im Pearl River Delta, China, in denen oft hohe Luftverschmutzungen auftreten, angewandt. Es werden dazu bodengebundene Messungen der spektralen abwärtsgerichteten Strahlungsflussdichte und Strahldichte, gekoppelt mit Strahlungsübertragungsrechnungen durchgeführt. Um die aerosoloptischen Parameter ableiten zu können, wird als zusätzliche Randbedingung die aerosol-optische Dicke (AOD) benötigt. Sonnenphotometermessungen liefern dabei zum einen die AOD und zum anderen die aerosoloptische Eigenschaften, die mit den Ergebnissen der Ableitungsmethode verglichen werden. Dabei wurden für große AOD-Werte (über 0.5) gute Übereinstimmungen zwischen beiden Methoden festgestellt werden. Für AOD-Werte kleiner als 0.5 und bei bewölkten Bedingungen zeigt die Methode große Unsicherheiten, weil die Parameter zu empfindlich auf diese Begebenheiten reagieren

Pandemic-resilient spaces for sustainable cities - urban places for the pandemic resilience of young people : transformative research project

NFP 80 - Covid-19 in der GesellschaftYoung people actively make their own spaces, regardless of whether these are physical or virtual, public or private. Using a resources-centred perspective and participative methods involving young people, the project will investigate the changes in the way young people use spaces and in the importance they attach to them. Work will focus on the configuration and use options of a selection of urban spaces/places during the different phases of the measures taken to combat the pandemic. The findings will be used for sustainable urban development processes in the context of additional collaboration with urban development professionals. The project will also work with an interdisciplinary sounding board to facilitate scientific discussion of the research

Experimentelle Untersuchung der Strömungsstruktur in einer beheizten Kanalströmung

Wir untersuchen eine Poiseuille-Stromung in einem von der Unterseite beheizten, rechteckigen Kanal auf experimentellem Wege. Dieser hat ein Aspektverhaltnis von Γ = Breite : Höhe = 25 : 2, als Fluid kommt Wasser zum Einsatz. Mittels Particle Image Velocimetry (PIV) messen wir das Geschwindigkeitsfeld der Strömung in einer Ebene parallel zur Kanalunterseite und erlangen so Zugang zu der sekundären, auftriebsinduzierten Strömung. Eine anschließende zeitliche Analyse der Messdaten grenzt Bereiche im Kanal voneinander ab, in denen laminare bzw. turbulente Aspekte der Strömungsstruktur identifiziert werden. Wir wenden dieses Verfahren unter variierendem thermischen Einfluss an. Dabei können zwei unterschiedliche Mechanismen des Regimewechsels von einer laminaren zu einer turbulenten Strömung beobachtet werden: ein sukzessiv fortschreitender Übergang einerseits sowie ab einer gewissen Archimedes-Zahl ein abrupter Übergang

Radiation characteristics of extreme UV and soft X-ray sources

Softcover, 17x24Electromagnetic radiation in the extreme UV and soft x-ray spectral range is of steadily increasing importance in fundamental research and industrial applications. An optimum use of the available photons can only be achieved under condition of a comprehensive beam characterization. Following that goal, this work addresses the pathway of extreme UV and soft x-ray radiation from its generation, through the beam transport by the beamline to the probe position. Experimentally, those aspects are optimized at a laser-produced plasma source and at an arrangement for the generation of high-harmonics. Additionally, the coherence of laser beams is analyzed by measurements of the Wigner distribution function. This method is applied to the photon beam of the free-electron laser FLASH, resulting in the entire characterization of its propagation properties

Experimentelle Untersuchung der Strömungsstruktur in einer beheizten Kanalströmung

Wir untersuchen eine Poiseuille-Stromung in einem von der Unterseite beheizten, rechteckigen Kanal auf experimentellem Wege. Dieser hat ein Aspektverhaltnis von Γ = Breite : Höhe = 25 : 2, als Fluid kommt Wasser zum Einsatz. Mittels Particle Image Velocimetry (PIV) messen wir das Geschwindigkeitsfeld der Strömung in einer Ebene parallel zur Kanalunterseite und erlangen so Zugang zu der sekundären, auftriebsinduzierten Strömung. Eine anschließende zeitliche Analyse der Messdaten grenzt Bereiche im Kanal voneinander ab, in denen laminare bzw. turbulente Aspekte der Strömungsstruktur identifiziert werden. Wir wenden dieses Verfahren unter variierendem thermischen Einfluss an. Dabei können zwei unterschiedliche Mechanismen des Regimewechsels von einer laminaren zu einer turbulenten Strömung beobachtet werden: ein sukzessiv fortschreitender Übergang einerseits sowie ab einer gewissen Archimedes-Zahl ein abrupter Übergang

Brilliance improvement of laser-produced soft x-ray plasma by a barrel shock

A method is presented for improving the brilliance of laser-produced soft x-ray sources that are based on pulsed gas jets as the targets. The conversion efficiency of laser energy into soft x-ray radiation is enhanced by locally increasing the particle density of the target species. This is achieved by applying a small background pressure to the supersonic flow emanating from a nozzle. In this manner, a supersonic jet with a so-called barrel shock system is formed. On passing the shocks, particles become locally concentrated, forming highdensity regions that are used as the targets. An estimate of possible increases in particle densities is provided. The jet flow is then analyzed experimentally by Schlieren imaging, thus visualizing the spatial shock structure. Additionally, a quantitative measurement of the gas density is made using a Hartmann–Shack wavefront sensor. The beneficial effect of the applied background gas on plasma generation is clearly more prominent than its absorbing effect on the photons originating from the plasma. This is shown for a nitrogen target with helium as the background gas. A plasma, generated behind the barrel shock in the nitrogen jet, emits monochromatic photons at a wavelength of 2.88 nm. The peak brilliance of the source is increased by an order of magnitude, resulting in 3.15×1016 photons (mm2 mrad2 s)−1