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Charakterisierung des Photo- Katodenlasers am Photoinjektor- Teststand Zeuthen Marc Hänel DPG-Tagung Heidelberg 6.3.2007 PITZ.

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Präsentation zum Thema: "Charakterisierung des Photo- Katodenlasers am Photoinjektor- Teststand Zeuthen Marc Hänel DPG-Tagung Heidelberg 6.3.2007 PITZ."—  Präsentation transkript:

1 Charakterisierung des Photo- Katodenlasers am Photoinjektor- Teststand Zeuthen Marc Hänel DPG-Tagung Heidelberg PITZ

2 Charakterisierung des Photo-Katodenlasers am Photoinjektor-Teststand Zeuthen Marc Hänel DPG – Tagung Heidelberg 2007 PITZ: Photoinjektor-Teststand Zeuthen Test und Optimierung von Photoinjektoren für FEL-Anwendungen (z.B. XFEL)

3 PITZ Anforderungen an den Laser: 1.verwendete Katoden aus Cs 2 Te (Austrittsarbeit 4,2eV) => λ<295nm 2.Quanteneffizienz von Cs 2 Te: 0,5-20% => für 1nC Ladung E Puls 8,4µJ 3.möglichst viele Laserpulse innerhalb eines RF-Pulses (800µs) 4.optimale Emittanz des Elektronenpaketes mit: zeitliches flat-top Profil (FWHM: 20ps, Anstiegs/Abfall-Zeiten: 2ps) räumliches flat-top (Durchmesser 0,55-2,1mm) Bierdosen-Form: y x t Charakterisierung des Photo-Katodenlasers am Photoinjektor-Teststand Zeuthen Marc Hänel DPG – Tagung Heidelberg 2007

4 PITZ Lasersystem bei PITZ (entwickelt vom MBI) 1.ein Oszillator generiert Pulszüge bei einer Wellenlänge von λ=1064nm(t FWHM =3ps) 2.doppelbrechende Filter formen den Puls zeitlich (trapezförmig, t FWHM =18ps, Anstiegs-/Abfall-Zeiten ca. 5-6ps) 3.die Pulse werden in weiteren 6 Stufen verstärkt und 4.abschließend ins UV konvertiert Charakterisierung des Photo-Katodenlasers am Photoinjektor-Teststand Zeuthen Marc Hänel DPG – Tagung Heidelberg 2007

5 PITZ Lasersystem bei PITZ (entwickelt vom MBI) Räumliches flat-top mittels strahlformender Apertur (Lochblende mit variablem Durchmesser) -> genaue Abbildung auf Katode notwendig (Interferenzringe) Charakterisierung des Photo-Katodenlasers am Photoinjektor-Teststand Zeuthen Marc Hänel DPG – Tagung Heidelberg 2007

6 PITZ Überwachte Parameter – experimenteller Aufbau Laserdiagnose-Aufbau vor Vakuumfenster 1.Pulsenergie Photomultiplier (PMT) 3. räumliches Strahlprofil virtuelle Katoden (CCD) 2. Position auf der Katode Quadrantendiode (QD) Charakterisierung des Photo-Katodenlasers am Photoinjektor-Teststand Zeuthen Marc Hänel DPG – Tagung Heidelberg 2007

7 PITZ Überwachte Parameter – experimenteller Aufbau vergrößerte Ansicht 1.Pulsenergie Photomultiplier (PMT) 3. räumliches Strahlprofil virtuelle Katoden (CCD) 2. Position auf der Katode Quadrantendiode (QD) Charakterisierung des Photo-Katodenlasers am Photoinjektor-Teststand Zeuthen Marc Hänel DPG – Tagung Heidelberg 2007

8 PITZ Überwachte Parameter – longitudinale Pulsform streak-Kamera - Messung Auswertung des Profils Charakterisierung des Photo-Katodenlasers am Photoinjektor-Teststand Zeuthen Marc Hänel DPG – Tagung Heidelberg 2007 Messungen: Pulsdauer 18-20ps FWHM, Anstiegs-/Abfallzeiten 5-7ps sowie 5% Modulationen des flat-top (peak-peak)

9 PITZ Überwachte Parameter – transversale Pulsform Gauß-Profil des Laser flat-top nach der BSA (CCD-Kamera) Charakterisierung des Photo-Katodenlasers am Photoinjektor-Teststand Zeuthen Marc Hänel DPG – Tagung Heidelberg 2007 Messungen: ca % Modulation des flat-top (Interferenzringe)

10 PITZ Überwachte Parameter – Pulsenergien (PMT – Signal) Charakterisierung des Photo-Katodenlasers am Photoinjektor-Teststand Zeuthen Marc Hänel DPG – Tagung Heidelberg 2007 µs PMT-Signal Messungen: +/- 2,5% Schwankung der Intensität

11 PITZ Überwachte Parameter – Strahlposition (Quadranten-Photodiode) U1 U2 U3 U4 Charakterisierung des Photo-Katodenlasers am Photoinjektor-Teststand Zeuthen Marc Hänel DPG – Tagung Heidelberg 2007 Messungen: Verschiebung des Laserspotposition um 140µm während eines Pulszuges – Ursache noch ungeklärt

12 PITZ Aktuelle Arbeit Charakterisierung des Photo-Katodenlasers am Photoinjektor-Teststand Zeuthen Marc Hänel DPG – Tagung Heidelberg online-Kalibrierung der Verstärkung des Photomultipliers (M.Hänel) 2.Auswertung der QD-Signale für inhomogene Strahlprofile (Y.Ivanisenko,M.Hänel) 3.Ursache für den Strahldrift 4.(ständig) Optimierung der BSA-Abbildung auf der Katode Nächste Schritte 1.Aufbau eines verbesserten Systems zur Überwachung der zeitlichen Pulsform (OSS, MBI) 2.Nutzung von Asphären zur Formung des räumlichen flat-tops

13 PITZ Vielen Dank für die Aufmerksamkeit Charakterisierung des Photo-Katodenlasers am Photoinjektor-Teststand Zeuthen Marc Hänel DPG – Tagung Heidelberg 2007


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