Erzeugung intensiver hochpolarisierter Elektronenstrahlen mit hoher ...

1. Die Quelle spinpolarisierter Elektronen am MAMI-Beschleuniger
Parameter Symbol Wert
Transparenzladungsträgerdichte n t 1 · 10 18 cm –3
Dicke der aktiven Schicht d 10 nm
Differential-Gain K 1 · 10 −16 cm −4
Ladungsträgerlebensdauer τ c 2 ns
Photonenlebensdauer τ γ 1ps
Optical-Confinement-Factor Γ 0.1
Spontaneous-Emission-Factor β 1 · 10 −4
Tabelle 1.3.: Halbleiterlaserparameter für Quantum-Well-Struktur.
1. Knapp oberhalb der Schwelle (R =1.5) gelingt es, sehr kurze phasensynchrone
Pulse zu erzielen, die den Anforderungen an MAMI vollständig entsprechen.
2. In diesem Fall ist die Pulsform annähernd gaußförmig.
3. Oberhalb etwa R = 2 werden die Pulse durch eine ”
Doppelpuls“-Struktur verlängert
und es bildet sich ein d.c.-Untergrund aus.
4. Mit variierender Stromdichte und Modulationshöhe verschiebt sich die Anstiegsflanke
des Pulses.
5. Ähnliche Resultate werden erzielt, wenn man die Simulation so verändert, dass
z.B. die relative Modulation bei variabler Stromdichte gleich bleibt, oder eine sinusförmige
Modulation der Spannung an der Diode vorgenommen wird, was aufgrund
der Kennlinie der Diode eine nichtlineare Modulation der Ladungsdichte
auslöst.
Die z.B. in der Abbildung unten links bei hoher Modulation auftauchenden subharmonischen
Pulsfolgen konnten bislang nicht beobachtet werden.
Master Oszillator: Experimenteller Aufbau
Die experimentelle Untersuchung des Pulsbetriebs der Halbleiterlaser wurde in einer
Diplomarbeit durchgeführt [54], weitere Details finden sich im Anhang A.4.
Abbildung 1.15 zeigt einen Schnitt durch das Lasergehäuse und eine Photographie des
Master-Oszillators. Das Lasergehäuse – eine Modifikation einer kommerziell erhältlichen
Kollimationshalterung – besteht aus einer Aufnahme für den Laser, einer vorgeschalteten
asphärischen Kollimatorlinse, und dem SMA-Hochfrequenzanschluss. Der kompakte
Aufbau wurde gewählt, um die Induktivität des nicht angepassten Leiterstücks (wenige
Millimeter) zu minimieren. Der Koaxialaußenleiter kontaktiert mit der Diode über das
Metall der Halterung und das Diodengehäuse. Der rechte Teil der Abbildung zeigt eine
Photographie des nur wenige Zentimeter großen Aufbaus.
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