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Charakterisierung des Photo-Katodenlasers am Photoinjektor-Teststand Zeuthen

PITZ. Charakterisierung des Photo-Katodenlasers am Photoinjektor-Teststand Zeuthen. Marc H änel DPG-Tagung Heidelberg 6.3.2007. Charakterisierung des Photo-Katodenlasers am Photoinjektor-Teststand Zeuthen Marc Hänel DPG – Tagung Heidelberg 2007. PITZ. PITZ: Photoinjektor-Teststand Zeuthen

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Charakterisierung des Photo-Katodenlasers am Photoinjektor-Teststand Zeuthen

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Presentation Transcript

  1. PITZ Charakterisierung des Photo-Katodenlasers am Photoinjektor-Teststand Zeuthen Marc Hänel DPG-Tagung Heidelberg 6.3.2007

  2. Charakterisierung des Photo-Katodenlasers am Photoinjektor-Teststand Zeuthen Marc Hänel DPG – Tagung Heidelberg 2007 PITZ PITZ: Photoinjektor-Teststand Zeuthen Test und Optimierung von Photoinjektoren für FEL-Anwendungen (z.B. XFEL)

  3. Charakterisierung des Photo-Katodenlasers am Photoinjektor-Teststand Zeuthen Marc Hänel DPG – Tagung Heidelberg 2007 PITZ • Anforderungen an den Laser: • verwendete Katoden aus Cs2Te (Austrittsarbeit 4,2eV) => λ<295nm • Quanteneffizienz von Cs2Te: 0,5-20% => für 1nC Ladung EPuls ≥ 8,4µJ • möglichst viele Laserpulse innerhalb eines RF-Pulses (800µs) • optimale Emittanz des Elektronenpaketes mit: • zeitliches flat-top Profil (FWHM: 20ps, Anstiegs/Abfall-Zeiten: 2ps) • räumliches flat-top (Durchmesser 0,55-2,1mm) y x „Bierdosen“-Form: t

  4. Charakterisierung des Photo-Katodenlasers am Photoinjektor-Teststand Zeuthen Marc Hänel DPG – Tagung Heidelberg 2007 PITZ Lasersystem bei PITZ (entwickelt vom MBI) • ein Oszillator generiert Pulszüge bei einer Wellenlänge von λ=1064nm(tFWHM=3ps) • doppelbrechende Filter formen den Puls zeitlich(trapezförmig, tFWHM=18ps, Anstiegs-/Abfall-Zeiten ca. 5-6ps) • die Pulse werden in weiteren 6 Stufen verstärkt und • abschließend ins UV konvertiert

  5. Charakterisierung des Photo-Katodenlasers am Photoinjektor-Teststand Zeuthen Marc Hänel DPG – Tagung Heidelberg 2007 PITZ Lasersystem bei PITZ (entwickelt vom MBI) Räumliches flat-top mittels strahlformender Apertur (Lochblende mit variablem Durchmesser) -> genaue Abbildung auf Katode notwendig (Interferenzringe)

  6. Charakterisierung des Photo-Katodenlasers am Photoinjektor-Teststand Zeuthen Marc Hänel DPG – Tagung Heidelberg 2007 PITZ Überwachte Parameter – experimenteller Aufbau Laserdiagnose-Aufbau vor Vakuumfenster • Pulsenergie • Photomultiplier (PMT) 2. Position auf derKatode Quadrantendiode (QD) 3. räumliches Strahlprofil virtuelle Katoden (CCD)

  7. Charakterisierung des Photo-Katodenlasers am Photoinjektor-Teststand Zeuthen Marc Hänel DPG – Tagung Heidelberg 2007 PITZ Überwachte Parameter – experimenteller Aufbau • Pulsenergie • Photomultiplier (PMT) vergrößerte Ansicht 2. Position auf derKatode Quadrantendiode (QD) 3. räumliches Strahlprofil virtuelle Katoden (CCD)

  8. Charakterisierung des Photo-Katodenlasers am Photoinjektor-Teststand Zeuthen Marc Hänel DPG – Tagung Heidelberg 2007 PITZ Überwachte Parameter – longitudinale Pulsform streak-Kamera - Messung Auswertung des Profils Messungen: Pulsdauer 18-20ps FWHM, Anstiegs-/Abfallzeiten 5-7ps sowie5% Modulationen des flat-top (peak-peak)

  9. Charakterisierung des Photo-Katodenlasers am Photoinjektor-Teststand Zeuthen Marc Hänel DPG – Tagung Heidelberg 2007 PITZ Überwachte Parameter – transversale Pulsform flat-top nach der BSA (CCD-Kamera) Gauß-Profil des Laser Messungen: ca. 10-20% Modulation des flat-top (Interferenzringe)

  10. Charakterisierung des Photo-Katodenlasers am Photoinjektor-Teststand Zeuthen Marc Hänel DPG – Tagung Heidelberg 2007 PITZ Überwachte Parameter – Pulsenergien (PMT – Signal) PMT-Signal µs Messungen: +/- 2,5% Schwankung der Intensität

  11. Charakterisierung des Photo-Katodenlasers am Photoinjektor-Teststand Zeuthen Marc Hänel DPG – Tagung Heidelberg 2007 PITZ Überwachte Parameter – Strahlposition (Quadranten-Photodiode) U2 U1 U4 U3 Messungen: Verschiebung des Laserspotposition um 140µm während eines Pulszuges – Ursache noch ungeklärt

  12. Charakterisierung des Photo-Katodenlasers am Photoinjektor-Teststand Zeuthen Marc Hänel DPG – Tagung Heidelberg 2007 PITZ Aktuelle Arbeit • online-Kalibrierung der Verstärkung des Photomultipliers (M.Hänel) • Auswertung der QD-Signale für inhomogene Strahlprofile (Y.Ivanisenko,M.Hänel) • Ursache für den Strahldrift • (ständig) Optimierung der BSA-Abbildung auf der Katode Nächste Schritte • Aufbau eines verbesserten Systems zur Überwachung der zeitlichen Pulsform (OSS, MBI) • Nutzung von Asphären zur Formung des räumlichen flat-tops

  13. Charakterisierung des Photo-Katodenlasers am Photoinjektor-Teststand Zeuthen Marc Hänel DPG – Tagung Heidelberg 2007 PITZ Vielen Dank für die Aufmerksamkeit

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