Untersuchung der Zuverlaessigkeit eines UV- Umlenkspiegels am

Präsentation zum Thema: "Untersuchung der Zuverlaessigkeit eines UV- Umlenkspiegels am"—  Präsentation transkript:

1 Untersuchung der Zuverlaessigkeit eines UV- Umlenkspiegels am
FLASH Injektorlaser Masud Yama Raofi Carl von Ossietzky Universitaet Oldenburg

2 Diode-pumped Nd:YLF Oscillator
fround trip= 27 MHz Modulators (AOM EOM AOM) 108 MHz 1.3 GHz 13.5 MHz Faraday isolator Piezo tuning of cavity length Stabilized by quartz tubes Fiber-coupled pump diodes Pulse picker Pockels cell Fast current control Diode-pumped Nd:YLF Oscillator Diode pumped Nd:YLF amplifiers LBO BBO Flashlamp pumped Nd:YLF amplifiers IR→ UV Relay imaging telescopes Pulse picker Epulse= 0.3 µJ Epulse= 6 µJ Epulse< 0.3 mJ Epulse< 50 µJ Remote controlled attenuator Double pulse generator - optional Beam shutter Imaging to the cathode Remote controlled mirror box

3 UV output Pulse vom Laser
Mikropulszuege Mikropulszuege 0,3 µs 2400 fr= 1MHz fr= 3MHz fBunches= 10 Hz fBunches= 5Hz

4 Laser Spiegel im Diagnosekreuz

5 Oberflaechenqualitaet der Spiegel im Vergleich
Mittelwert des Hoehenunterschiedes Oberflaechen - rauhigkeit Pv = 102 nm Kugler Sq = nm Pv = 455 nm LT-Ultra Sq = nm Grosse Streuung

6 Transversale Profile im Vergleich
Kugler, alter Spiegel LT-Ultra

7 Zuverlaessigkeitpruefung des Al.Spiegels
Laser induzierte Zerstoerungschwelle (F [ ]) N, Anzahl der Pulse Homogenitaet des Gauss-profils auf der Photokathode =gemessener Wert – theoretischer Wert F 1000 10000 10% x

8 Mechanismus der Waermeleitung in Metall
Laseranregung Elektronen Thermalisierung Te Relaxation Relaxation T Tp Thermalisierung Kristallgitter 2 Temp Modell Klassisch 1 T statistisch 10fs 100ps

9 Laseranregung, Absorption, optische Eindringtiefe
Elektronen absorbieren die Energie des Laserpulses Im Laufe des Pulses beginnt auch die Thermalisierung der Elektronen und des Gitters Gesamtenergie, die Summe der Energiedichten von Elektronen und Phononen steigt waehrend des Pulses linear an Gausspuls Absorbierte Laserleistungsdichte Optische Eindringtiefe

10 Thermalisierung Stoerung des thermischen Gleichgewichtes der Elektronen untereinander und mit dem Gitter Elektronen haben im athermischen Zustand noch keine definierte Temperatur zugewiesen werden Eine definierte Elektronentemperatur erst nach Anpassung an Fermi - Dirac Verteilung (ca.10fs nach Pulsanfang)

11 Erwaermung haengt stark von der Art des Materials ab: Metalle Gitterstrukturen, Dielektrika und Isolatoren amorphe Struktur Die Intensitaet und Impulsdauer eines Lasers sind entscheidende Parameter zur Beschreibung der Energiedeponierung im Elektronen – und Gittersystem und damit der Energiediffusion in Metallen

12 Bei Nanosekunden Pulsen kann waehrend der Laser-Material Wechselwirkung Tel = TG gesetzt werden T Modell Auch bei fs – und ps Pulsen ist das 1T-Modell gueltig, solange das Elektronen und Gittersystem im thermodynamischen GG ist. Ansonsten das sogennante 2 TM.

13 Klassische Waermeleitungsgleichung
Annahme: halbunendlicher Festkoerper, am Rande isoliert, verschwindende Einfluesse an den Festkoerpergrenzen Mit K als Waermeleitfaehigkeit Damit laesst sich die klassische WLG mit Hilfe der greenschen Funktion loesen

14 Die Waermeeindringtiefe ist ein Mass fuer die mittlere Entfernung, die die Waerme waehrend der Pulsdauer in den Festkoerper hineindiffundiert. Aluminium Der Laserpuls als Oberflaechenquelle (bei z = 0) Fuer Ist die Loesung eine inverse Errorfunktion: