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

3. AufbauMittelpunkt der Parabel zum Ausgang des Elektronenspektrometers übereinstimmt. ZurJustage werden zwei Helium-Neon-Laser verwendet. Der erste wird in einem der letztenTöpfe des Vakuumsystems eingekoppelt und auf den Laserstrahl gelegt. Der zweite wirdauf die Mitte des Spektrometerausgangs und die Parabelmitte justiert. Dieser muss auchmittig durch das Mikroskopobjektiv verlaufen.Der Fokus wird durch Verändern des Kippwinkels der Parabel optimiert. Da sich seinePosition dabei verschiebt, muss er mit dem letzten Spiegel vor der Parabel wieder aufdas Objektiv gelegt werden. Dadurch verändert sich die Richtung des Strahls im Fokus,der Strahl verläuft nicht mehr auf der Achse durchs Spektrometer. Die Strahlrichtungwird mit dem zweiten und dritten Spiegel in der Kammer korrigiert, indem der mitdem Laserstrahl überlagerte Justierlaser und der Justierlaser, der die Achse definiert,wieder übereinander gelegt werden. Da sich dabei der Winkel des Strahls auf die Parabeländert, muss neu fokussiert werden. Dieser Vorgang wird iterativ fortgesetzt, bis derFokus optimiert ist und gleichzeitig der Laserstrahl auf der Achse verläuft.3.2.2. Bestimmung der Intensität im FokusDie Intensität im Fokus kann bei Hochleistungslasern nicht durch eine direkte Messungbestimmt werden, da Messgeräte weder die räumliche Genauigkeit haben und noch derhohen Intensität standhalten. Die Intensität wird deshalb aus der Pulsenergie im Fokus,der Fokusfläche und der Pulsdauer bestimmt.Die Pulsdauer τ p wird mit dem SPIDER zwischen Kompressor und Experimentierkammergemessen. Zur Bestimmung der Fokusfläche A wird die Abbildung, die zur Optimierungdes Fokus genutzt wird, kalibriert. Mit den aufgenommenen Bildern kann nebender Fläche des Fokus auch der Anteil der Energie, der in der Halbwertsfläche des Fokusliegt, bestimmt werden. Dazu wird das Verhältnis der Energie in der Halbwertsflächeals Summe der Pixelwerte zur Gesamtsumme aller Pixel des Bildes betrachtet. DiesesVerhältnis wird als q-Faktor bezeichnet.Zur Bestimmung der Pulsenergie im Fokus wird die Pulsenergie E p vor der Parabelgemessen und mit dem q-Faktor multipliziert. Die Intensität im Fokus ist damitI t = E p · qA · τ p. (3.1)Damit sind alle für das Experiment notwendigen Größen zur Charakterisierung des Laserpulsesbestimmt.28