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

4. Experimenteauseinander. Demnach sollte der Beschleunigungsprozess mit einem negativ gechirptenPuls effizienter sein. Die Messung zeigt aber ein gegenteiliges Verhalten.Leemans et al. nennen als Grund für die Asymmetrie Dispersion höherer Ordnung. 24Diese Dispersion entsteht im Strecker oder Kompressor des Lasersystems oder währenddes Verstärkungsprozesses beim Durchgang des Pulses durch Material und führt zu einerVeränderung der Pulsform. Ein ideal justierter Kompressor kann die Dispersion dritterOrdnung durch den Einfallswinkel auf das Gitter kompensieren. Auch die Dispersiondritter Ordnung verändert sich mit dem Gitterabstand der Kompressorgitter, wird alsobei einer Veränderung des Gitterabstands nicht mehr vollständig kompensiert. Somit hatder Gitterabstand einen direkten Einfluss auf die Pulsform.Ein Laserpuls mit einer steil ansteigenden und einer langsam abfallenden Flanke sorgtfür einen effizienteren Beschleunigungsprozess als ein Puls mit langsam ansteigender undschnell abfallender Flanke. Wird der Laserpuls durch Dispersion dritter Ordnung nunso verändert, dass für einen kleineren relativen Gitterabstand die ansteigende Pulsflankesteiler wird und bei größerem relativen Abstand flacher, entsteht die im Experimentbeobachtete Asymmetrie bezüglich der kürzesten Pulsdauer. Die Dispersion höherer Ordnungwurde während der Messung nicht bestimmt, weshalb nur vermutet werden kann,dass diese die Ursache für die Asymmetrie ist.Die Richtungsstabilität und die Anzahl der Schüsse mit gutem Strahlprofil sind für dieseMessung in Abbildung 4.13 aufgetragen. Die Werte sind ähnlich wie in den Messungenzuvor.Interessant ist ein Vergleich der beiden Messungen mit einer Pulsdauer von ca. 40 fs undder Messung aus Abschnitt 4.1.1 mit einem Puls mit Winkelchirp C a,x = 0, 1 µrad/nm,was mit dem Strahldurchmesser des JETI einer Laufzeitverzögerung von ca. 40 fs entspricht.Der Anteil der Schüsse mit elliptischem Strahlprofil ist bei der Messung mitasymmetrischem Laserpuls und positivem Chirp in dieser Messung mit etwas über 80%am besten, gefolgt von dem Wert mit Winkelchirp aus Abschnitt 4.1.1, der bei ca. 70%liegt (vergleiche Abbildung 4.4a). Dieser Wert wurde mit einer Elektronendichte von1, 2 × 10 19 /cm 3 erreicht, mit der in dieser Messreihe gewählten Elektronendichte von1, 5 × 10 19 /cm 3 würde ein etwas geringerer Wert erwartet werden. Mit asymmetrischemLaserpuls und negativem Chirp wird nur ein Wert von ca. 50% erreicht, was deutlichschlechter ist als die beiden anderen. Mit Winkelchirp wird der Puls im Fokus zwarlänger, er sollte aber zeitlich keine Asymmetrie zeigen, 22 solange das Strahlprofil desLaserstrahls annähernd homogen ist. Die zeitliche Pulsform scheint zumindest bei einerPulsdauer über 40 fs einen großen Einfluss auf das Ergebnis des Beschleunigungsprozesseszu haben.52