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Femtosekunden-Frontend

Technischer Kontakt: Christian Brabetz

Die Pulse des Femtosekunden-Frontends (fs-Frontend) werden mit einem kommerziell erworbenen Laseroszillator (Coherent Mira) erzeugt, der Pulse mit einer Repetitionsrate von 76 MHz, einer Länge von etwa 100 fs und Energien um 4 nJ abgibt. Mit Hilfe eines einstellbaren Pulsstreckers wird der erste Schritt des "Chirped Pulse Amplification-Verfahrens" (CPA) realisiert. Ein Streckungsverhältnis von 190 ps/nm ist ausreichend, die Spitzenleistung auf Werte unterhalb der Zerstörschwelle der optischen Komponenten in der Verstärkerkette zu beschränken. Der gestreckte Puls wird dann in zwei regenerativen Ti:Saphir-Verstärkern mit einer Repetitionsrate von 10Hz verstärkt. Der erste ist als linearer, der zweite als Ringverstärker ausgeführt. Die Ausgangsenergie liegt typischerweise bei 30 mJ. Durch die Verwendung ultraschneller Pockelszellen kann ein Intensitätskontrast (Puls zu Untergrund) von mehr als 60 dB erreicht werden. Ein Mach-Zehnder Interferometer im Strahlengang gestattet es, Doppelpulse mit einstellbarem Abstand, Energie und unterschiedlichem Streckungsverhältnis zu erzeugen. Dies ist beispielsweise nützlich bei der Erzeugung von Röntgenlaserpulsen.

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Schemazeichnung des Femtosekunden-Frontends.
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Das Femtosekunden-Frontend von PHELIX

Überblick über die Systemparameter des fs-Frontends:

Zentrale Wellenlänge: 1053 nm
Spektrale Breite: 6 nm
Pulsdauer des Femtosekundenoszillators: 100 fs
Pulsstreckungsverhältnis: 190 ps/nm
Maximale Ausgangsenergie: 30 mJ bei 1.2 ns
Kontrast: 60 dB
Repetitionsrate: 10 Hz
Ausgangsmode: TEM00