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

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4. ExperimenteE t I t a 00, 6 J 2, 3 × 10 18 W/cm 2 1,10, 45 J 1, 7 × 10 18 W/cm 2 0,80, 3 J 1, 1 × 10 18 W/cm 2 0,5Tabelle 4.2.: Nach (3.1) und (2.35) berechnete Werte für die Intensität I t im Fokus und normiertesVektorpotential a 0 für die drei gewählten Pulsenergien E t vor der Parabel.Auswertung der Zielschirmbilder In Abbildung 4.8 sind die gemittelten Zielschirmbildergezeigt. Elektronenbeschleunigung ist mit jeder der drei unterschiedlichen Pulsenergienmöglich. Mit sinkender Energie ist aber eine Zunahme der Gas- und somit Elektronendichtenötig. Während bei voller Energie schon bei einer Dichte von 9 × 10 18 /cm 3Elektronen auf dem Zielschirm detektiert werden, ist bei einer Pulsenergie von 0, 45 Jeine Elektronendichte von 1, 2 × 10 19 /cm 3 und bei 0, 3 J über 1, 8 × 10 19 /cm 3 nötig.In Abbildung 4.9a ist der Anteil der Elektronenpakete mit rundem oder elliptischemStrahlprofil aufgetragen. Wie im vorherigen Abschnitt wird über das Strahlprofil amZielschirmbild eine Ellipse gelegt, deren Mittelpunkt als Strahlrichtung gewählt und derenHauptachse zur Berechnung der Divergenz des Strahls genutzt wird. Bei zu niedrigerElektronendichte können dabei keine Elektronen am Zielschirm beobachtet werdenoder die Ladung des detektierten Elektronenpakets ist zu gering, sodass es nicht in dieAuswertung eingeht. Im Bereich mittlerer Elektronendichte zwischen 1, 2 × 10 19 /cm 3und 1, 5 × 10 19 /cm 3 erreicht der Anteil an Elektronenpaketen mit gutem Strahlprofilein Maximum. Mit höheren Dichten steigt die Gesamthelligkeit der Zielschirmbilder, dieElektronen sind aber breit gestreut, in der Richtung nicht stabil und es treten mehrereMaxima gleichzeitig auf. Die gemittelten Bilder zeigen deshalb bei Elektronendichtenvon 1, 8 × 10 19 /cm 3 und 2, 4 × 10 19 /cm 3 trotz höherer Ladung pro Elektronenpaket einebreitere und daher weniger intensive Verteilung. Der Anteil an Elektronenpaketen mitrundem oder elliptischem Strahlprofil ist in diesem Bereich wieder geringer.Ein charakteristisches Einzelbild für jeden der Messpunkte ist in Abbildung 4.10 gezeigt.Während bei geringen Dichten das Strahlprofil annähernd rund bis elliptisch unddie Ladung auf einen kleinen Bereich des Zielschirms konzentriert ist, nimmt der Untergrundmit der Elektronendichte zu, bis bei einer Dichte von 2, 4 × 10 19 /cm 3 der Schirmfast ganz ausgeleuchtet ist und mehrere kleine Maxima zu erkennen sind.Im Diagramm in Abbildung 4.9b ist die Richtungsstabilität der einzelnen Messungenaufgetragen. Der ansteigende RMS-Wert zeigt, dass die Elektronenrichtung bei höherenDichten stärker streut. Die höchste Richtungsstabilität wird jeweils am zweiten Mess-42
4. ExperimenteE = 0.6 J E = 0.45 J E = 0.3 Jne = 2.4 · 10 19 /cm 3ne = 1.8 · 10 19 /cm 3ne = 1.5 · 10 19 /cm 3ne = 1.2 · 10 19 /cm 3ne = 0.9 · 10 19 /cm 3Abbildung 4.8.: Über ein Set gemittelte Zielschirmbilder für verschiedene Pulsenergien E t desLasers vor der Parabel (Spalten) und unterschiedliche Elektronendichten n e imGasjet (Zeilen).43
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Seite 3 und 4: Inhaltsverzeichnis1. Einleitung 12.
Seite 5 und 6: 1. EinleitungRelativistische Elektr
Seite 7 und 8: 2. GrundlagenIn den Messungen im Ra
Seite 9 und 10: 2. GrundlagenAbbildung 2.1.: Skizze
Seite 11 und 12: 2. Grundlagen(a) Verkippung der Pha
Seite 14 und 15: 2. GrundlagenEigenschaften näher e
Seite 16 und 17: 2. Grundlagenkleiner als die Vakuum
Seite 18 und 19: 2. GrundlagenRelativistische Bewegu
Seite 20 und 21: 2. GrundlagenFür den Brechungsinde
Seite 22 und 23: 2. Grundlagen2.4a). Sie bewegen sic
Seite 24 und 25: 2. GrundlagenAbbildung 2.5.: Skizzi
Seite 26 und 27: 2. GrundlagenAbbildung 2.6.: Die Ab
Seite 28 und 29: 3. AufbauAlle Experimente im Rahmen
Seite 30 und 31: 3. AufbauAbbildung 3.2.: Schematisc
Seite 32 und 33: 3. AufbauMittelpunkt der Parabel zu
Seite 34 und 35: 4. ExperimenteDer experimentelle Te
Seite 36 und 37: 4. Experimente(a) (b) (c)(d) (e) (f
Seite 38 und 39: 4. ExperimenteZum anderen hat die P
Seite 40 und 41: 4. ExperimenteAbweichung y / mrad A
Seite 42 und 43: 4. Experimente20Position x / mrad10
Seite 44 und 45: 4. Experimente(a) mit vertikal verk
Seite 48 und 49: 4. ExperimenteE t = 0, 6 JE t = 0,
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Seite 56 und 57: 4. Experimenteauseinander. Demnach
Seite 58 und 59: 5. ZusammenfassungIn dieser Arbeit
Seite 60 und 61: 5. ZusammenfassungLaserpulses verl
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