Volltext - Universität Hamburg

8. Experimenteller Aufbau zur Bestimmung der Wärmelastgrenzen der Bragg-Reflexion
t PZ t Rep
Laserpulse
t Sep
∆t
Synchrotronstrahlungspulse
Abbildung 8.9.: Schematische Darstellung der Laserpulse und Röntgen-Lichtpulse.
Zeit
berufen sich die hier gemachten Angaben auf Herstellerinformationen.
Pulserzeuger
Ein Akusto-Optischer Modulator (AOM) (GPM-400-100, Brimrose Corp.) generiert aus dem
Dauerstrichlaser einen Pulszug von 600 µs Länge (siehe Abb. 8.9). Die zeitliche Struktur des
Pulszugs und der Pulse innerhalb des Pulszugs lässt sich mit einem Pulsgenerator (9530, Quantum
Electronics) bestimmen. Es werden 10 ns lange Pulse im Abstand von etwa t Sep ≈ 200 ns
erzeugt. Die Pulswiederholrate ist dabei durch den Elektronenspeicherring gegeben. Die Maschinenreferenzfrequenz
des Elektronenspeicherrings ist der Trigger für den Pulsgenerator, um
die Pulse des Lasers mit denen des Elektronenspeicherrings zu synchronisieren. Die minimale
Pulsdauer ist aufgrund der Anstiegs- und Abfallzeiten des AOMs etwa 10 ns. AOMs mit schnelleren
Anstiegs- und Abfallzeiten könnten genutzt werden, um kürzere Pulse zu erzeugen, was
jedoch die maximale Pulsenergie reduziert. Dafür wäre eine gepulste Quelle sinnvoller, wobei
der AOM als Pulspicker dienen könnte. In dem hier genutzten Laser ist es durch den Pulsgenerator,
der mit der Maschinenreferenzfrequenz synchronisiert werden kann, möglich, die Länge des
Zeitfensters zu bestimmen in denen die Pulse mit dem vorher definierten Zeitabstand erzeugt
werden sollen. Ein räumlicher Filter erhöht den Kontrast zwischen den An- und Auszeiten des
AOMs um den Faktor 20 (Thurow et al., 2009).
Verstärker
Die hier verwandte Technik beruht auf Vorarbeiten von Beaud et al. (1995). Der Verstärker
besteht aus vier Cr:LiSAF Kristallen (2 × (7 mm × 100 mm) und 2 × (10 mm × 100 mm), die in
einem kleinen Winkel durchlaufen werden, um den einlaufenden und den auslaufenden Strahl
zu separieren. Die Polarisation des Lichts muss beim Durchgang durch den Kristall gleich bleiben,
da eine Polarisationsebene eine höhere Verstärkung aufweist (Rapoport, 1992; Beaud
et al., 1995). Mit einer Wellenplatte vor den Verstärkerkristallen lässt sich die Polarisation einstellen,
sodass die Polarisationsebene mit der höheren Verstärkung genutzt werden kann. Die
Cr:LiSAF Kristalle werden mit jeweils zwei Blitzlampen (E2095, EM2095, Fenix) gepumpt, sodass
innerhalb eines Zeitfensters von 600 µs Pulse aus der Quelle verstärkt werden. Der Strom
der Blitzlampen wird mit einem Computer gesteuert und mit dem Pulserzeuger und der Quelle
synchronisiert, damit die Pulsenergie über den Pulszug reguliert werden kann. Aufgrund der
thermischen Eigenschaften des Kristalls (Pilla et al., 2004), ist die Pulszugwiederholrate des
Verstärkers mit der vorgesehenen Kühlung von t Rep = 3.33 s begrenzt. Die Verstärkung der
106