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

2. Grundlagen(a) Verkippung der Phasenfronten(b) PulsfrontverkippungAbbildung 2.2.: (a) Ausbreitungsrichtung verschiedener spektraler Komponenten des Laserpulses,die gegeneinander um den Winkel ϕ(λ) verkippt sind. Die senkrecht zurAusbreitungsrichtung stehenden Phasenfronten (gestrichelte Linien) sind gegeneinanderverzögert, die z-Position der konstruktiven Überlagerung zum Laserpulsverschiebt sich. (b) zeigt die Wellenfront des Pulses, die sich wegen der Verkippungϕ der Phasenfronten der einzelnen spektralen Komponenten nicht mehr ander gleichen z-Position überlagert. Durch eine geringe Verkippung ϕ der Phasenfrontenin (a) ist die Pulsfront um den Winkel α t gekippt. (Abbildung vonPretzler et al. 11 )vollständig durch die des zweiten kompensiert und die spektralen Komponenten breitensich unter einem kleinen Winkel ϕ zueinander aus. Ausgehend von der mittlerenWellenlänge λ 0 entsteht ein von x abhängiger Wegunterschied ∆z zwischen den Wellenfrontender einzelnen Komponenten (vergleiche Abbildung 2.2a) und somit eine über dasStrahlprofil unterschiedliche Phasenverschiebung ∆Φ(x) mit∆Φ(x) = 2π ∆zλ ≈ 2π · ϕ(λ)(x − x 0). (2.10)λÜber den wellenlängenabhängigen Kippwinkel ϕ kann der Winkelchirp C a mit( ) ∣ dϕ(λ) ∣∣∣∣C a =(2.11)∣ dλλ 0definiert werden. Dabei ist λ 0 die Wellenlänge der Komponente, die sich parallel zu z imAbstand x 0 ausbreitet. Die spektralen Komponenten sind abhängig von der x-Positionzeitlich verzögert. Dadurch verschiebt sich abhängig von x die z-Position, an der sich dieeinzelnen Komponenten der modengekoppelten Pulse konstruktiv überlagern, was, wie7