Laser-Wakefield-Beschleunigung am JETI-Einfluss der ...

4. Experimente
Drehwinkel des Gitters und Berechnung der Pulsfrontverkippung Der Strahl wurde
5 m nach dem letzten Kompressorgitter aus dem Vakuumsystem ausgekoppelt und
der horizontale Versatz ∆s, der bei der Drehung entsteht, markiert und gemessen. Der
Kippwinkel δ des Laserstrahls wird über
tan δ ≈ δ = ∆s
5 m
(4.1)
bestimmt. Für den Drehwinkel des Gitters gilt dabei (Herleitung siehe Anhang A)
ɛ x = −
δ
( ). (4.2)
2 1 + cos β
cos α
Mit dem Einfallswinkel α = 54 ◦ , dem Beugungswinkel β = 22 ◦ und der Gitterkonstanten
G = 1480 /mm kann nach (2.14) der Winkelchirp C a,x , nach Gleichung (2.13) die Pulsfrontverkippung
α t und nach Gleichung (2.12) die Laufzeitverzögerung ∆τ g berechnet
werden.
δ ɛ x C a,x α t ∆τ g
3, 6 mrad −0, 7 mrad −1, 5 µrad/nm −1, 2 mrad 237 fs
1, 6 mrad −0, 3 mrad −0, 7 µrad/nm −0, 5 mrad 105 fs
0, 6 mrad −0, 1 mrad −0, 3 µrad/nm −0, 2 mrad 39 fs
0, 0 mrad 0, 0 mrad 0, 0 µrad/nm 0, 0 mrad 0 fs
−0, 7 mrad 0, 1 mrad 0, 3 µrad/nm 0, 2 mrad 46 fs
−2, 8 mrad 0, 6 mrad 1, 2 µrad/nm 0, 9 mrad 184 fs
−4, 8 mrad 1, 0 mrad 2, 0 µrad/nm 1, 6 mrad 315 fs
Tabelle 4.1.: Aus dem Kippwinkel δ des Laserstrahls berechnete Werte für den Drehwinkel ɛ x
des Gitters, den Winkelchirp C a,x (nach (2.14)), die Pulsfrontverkippung α t (nach
(2.13)) und die Laufzeitverzögerung ∆τ g (nach (2.12)). Zur Unterscheidung der
Richtung wird C a,x in den ersten drei Messungen als negativ definiert.
Die Richtung der Drehung ist dabei, den Kompressor von oben betrachtet, im mathematischen
Sinn, d.h. eine Drehung gegen den Uhrzeigersinn entspricht einem positiven
Drehwinkel. Zur Berechnung der Laufzeitverzögerung ∆τ g wird der Strahldurchmesser
von 6 cm eingesetzt. Zur Unterscheidung der Drehrichtungen wird C a,x mit gleichem Vorzeichen
wie der Drehwinkel ɛ x des Gitters in den ersten drei Messungen negativ gewählt.
Messung mit dem interferometrischen Feldkorrelator
Die Pulsfrontverkippung kann
qualitativ mit dem in 3.1.2 beschriebenen interferometrischen Feldkorrelator gemessen
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