Aufbau einer gepulsten Quelle polarisierter Elektronen - Institut für ...

5.3 Gepulster Einschuß in MAMI 107
5.3.2 Gepulster Einschuß mit 2.45 GHz
Um die Erhöhung der Transmission Polarisierte Kanone -> MAMI durch gepulsten
und synchronisierten Einschuß auch bei hohen Pulswiederholraten und damit auch
bei hohen Strahlströmen zu demonstrieren, wurde ein erneutes Einschußexperiment
durchgeführt. Im Rahmen einer internationalen Zusammenarbeit wurde als Lichtquelle
dieses Mal der von M. Ciarocca und H. Avramopoulos entwickelte gepulste
Diodenlaser [67] verwendet. Abbildung 5.14 (a) zeigt dessen Aufbau. Er wurde neben
dem Mira Laser aufgestellt, um die vorhandene Infrastruktur zur Strahldiagnose
und zum Strahltransport nutzen zu können. Die wesentlichen Charakteristika dieses
Lasers sind aus Tabelle 5.1 zu entnehmen. Die Laserpulse wurden in eine Standard-
Pulswiederholrate : 300 MHz – 3 GHz
Kürzeste Pulsdauer : 30 ps
Zentralwellenlänge : 846 nm
Abstimmbereich : 4nm
Amplitudenjitter : 0.5 %
Max. Ausgangsleistung : 150 mW gepulst
Polarisationsgrad (linear) : 450:1
Tabelle 5.1: Betriebsdaten des verwendeten Lasers [67].
Singlemode Faser eingekoppelt und entweder zur Testquelle oder zur Produktionsquelle
pka2 transportiert. Die Pulsverlängerung aufgrund der Faserdispersion kann
hier vernachlässigt werden, da ein bandbreitenbegrenzter, gaußförmiger Laserpuls
von 60 ps Dauer in 12 m Faser um ca. 0.4 ps auseinanderläuft.
Zur Diagnose der Laserpulse standen nur unzureichende Mittel zur Verfügung, so
daß der Laser vor dem Einschuß in die Testquelle nicht optimal justiert werden
konnte.
Für die Pulsmessung in der Testquelle wurde eine undeformierte GaAs Photokathode
mit einer Dicke von 0.2 µm verwendet. Mit dieser Photokathode wurden in
anderen Experimenten Pulse von 9 ps Dauer erzeugt, so daß sie für die Charakterisierung
der erwarteten Laserpulsdauern geeignet erschien. Bei der Zentralwellenlänge
des Lasers von 846 nm betrug die Quantenausbeute dieser Photokathode 2.5
µA/mW (0.4 %) bei einer Polarisation von 441(stat.)4.3(Kal.) %. Mit Hilfe der
Testquelle konnte der Laser optimiert werden. Er emittierte nach der Justage annähernd
gaußförmige Pulse von 60 ps Halbwertsbreite (s. Abb. 5.14(b)). Messungen
bei verschiedenen Strahlströmen ergaben in der Testquelle keine Anzeichen für eine
raumladungsbedingte Pulsverlängerung. Ein Austastverhältnis (Peakstrom:dc-
Untergrund) von 38:1 konnte nachgewiesen werden.
Die Laserpulse wurden daraufhin über eine 12 m lange Faser in die Produktionsquelle
pka2 [104] eingekoppelt. Als Photokathode diente eine GaAsP Photokathode
(Strained Layer, Typ 1233) mit einer aktiven Schichtdicke von 0.15 µm. Sie lieferte