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

4. Experimente
100
40
Anteil in %
80
60
40
20
RMS / mrad
30
20
10
0
−2 −1 0 1 2
C a / µrad/nm
(a) Anteil an Schüssen mit rundem oder elliptischem
Strahlprofil
0
−2 −1 0 1 2
C a / µrad/nm
(b) Richtungsstabilität
Abbildung 4.4.: (a) Anteil der Schüsse, bei denen am Zielschirm ein Elektronenpaket mit rundem
oder elliptischem Strahlprofil beobachtet wird. Das Vorzeichen des Winkelchirps
wurde zur Unterscheidung der Richtungen gleich gewählt wie das des Drehwinkels
ɛ x . (b) Richtungsstabilität der Elektronenpakete als RMS der Abweichung
von der Laserachse.
Zur Bestimmung der Richtungstabilität der Elektronenpakete wird eine Ellipse über
das mit dem Zielschirm aufgenommene Strahlprofil der einzelnen Bilder gelegt. Der Mittelpunkt
definiert die Richtung der Elektronen, die Hauptachse der Ellipse wird zur
Berechnung der Divergenz genutzt. Gibt es mehrere Maxima oder ist das Profil zu breit
gestreut, werden die Aufnahmen bei der Betrachtung der Richtungsstabilität und der
Divergenz nicht berücksichtigt c .
Wie schon nach den Abschätzungen im letzten Abschnitt zu vermuten war, nimmt
der Anteil der Schüsse, bei denen Elektronen detektiert werden, sowie die Ladung in
den Elektronenpaketen schon mit einer Verdrehung des Gitters um ca. 0, 1 mrad wegen
der deutlich längeren Pulsdauer im Fokus stark ab. Während ohne Pulsfrontverkippung
in über 90 % der Fälle Elektronen mit einem runden oder elliptischen Strahlprofil beobachtet
wurden, fällt die Wahrscheinlichkeit bei der ersten Verdrehung um ein Drittel
(vergleiche Abbildung 4.4a). Wird ein Kompressorgitter also nur leicht verdreht, verschlechtert
sich das Elektronensignal merklich.
In Abbildung 4.4b ist zu sehen, dass die Richtungsstabilität der Elektronen mit zunehmender
Pulsfrontverkippung abnimmt. Während ohne Pulsfrontverkippung die Abc
Da für Anwendungen hauptsächlich die Elektronenpakete mit gutem Strahlprofil und geringer Divergenz
von Bedeutung sind, wird in der Auswertung ihre Stabilität betrachtet. Die Richtungsstabilität
erreicht dabei einen besseren Wert, weil die stark streuenden, divergenten Elektronenpakete nicht in
die Betrachtung eingehen. Das sollte bei einem Vergleich mit anderen Messungen beachtet werden.
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