Harte Röntgenstrahlung aus relativistischen Laserplasmen und ...

2.1. Der Jenaer Titan:Saphir Laser 5
Abb. 2.2: Vergleich der (gemessenen) Spektren des Oszillators und des verstärkten Pulses.
Die bandbreiten begrenzten Pulse des Oszillators haben eine Dauer von 45 fs. Nach der
Verstärkung beträgt die Bandbreite des Pulses 15 nm, womit eine minimale Pulsdauer
von 60 fs unterstützt wird. Die leichte Rotverschiebung des Spektrums beruht auf der
bevorzugten Verstärkung des vorweglaufenden roten Spektralanteils des gechirpten Pulses.
weitet, um die Leistungsdichte herabzusetzen. Nach viermaligem Durchgang durch
den Ti:Saphir Kristall der zweiten Verstärkerstufe besitzt der Puls bereits 300 mJ
Energie.
Die letzte Verstärkerstufe soll nun etwas detaillierter beschrieben werden. Abb. 2.3
zeigt eine Aufsicht auf den 3-Pass-Verstärker. Er wird beidseitig von frequenzver-
doppelten Nd-YAG Lasern gepumpt. Die Pumpenergie je Strahl beträgt 2.5 J, also
insgesamt 5 J pro Puls. 34% der absorbierten Energie werden durch die Stokesver-
schiebung zwischen Absorptionsenergie und Emissionsenergie in thermische Energie
umgewandelt. Um diese schneller abzuführen und damit den Effekt einer thermi-
schen Linse zu minimieren, wird der Verstärkerkristall gekühlt. Die Durchmesser
der Pumppulse und des Ti:Saphir-Pulses betragen am Ort des 13.4 mm langen
Verstärkerkristalls etwa 15 mm. Die Dotierung des Kristalls mit Ti 3+ -Ionen beträgt
5 · 10 19 /cm 3 . Mit dem Verstärkungsmodell von Frantz und Nodvig [9] läßt sich dar-
aus die resultierende Verstärkung des Lichtpulses berechnen [10]. Abb. 2.4 zeigt die
Verstärkungskurve, das heißt die Pulsenergie als Funktion der durchlaufenen Kri-
stallänge. Die Stufen nach jeweils einem Durchgang durch den Kristall werden durch
die Reflexion an den unbeschichteten Kristalloberflächen hervorgerufen. Die berech-