1 / 13

Optimization of Photo-Cathode Laser for Electron Injection Test Stand

Characterization and optimization of photo-cathode laser at the photoinjector test stand in Zeuthen. Presentation by Marc Hänel at DPG Conference, Heidelberg 2007. Discusses requirements, laser system components, monitored parameters, and future steps for improvement.

lilia
Download Presentation

Optimization of Photo-Cathode Laser for Electron Injection Test Stand

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

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

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

  3. Charakterisierung des Photo-Katodenlasers am Photoinjektor-Teststand Zeuthen Marc Hänel DPG – Tagung Heidelberg 2007 PITZ • Anforderungen an den Laser: • verwendete Katoden aus Cs2Te (Austrittsarbeit 4,2eV) => λ<295nm • Quanteneffizienz von Cs2Te: 0,5-20% => für 1nC Ladung EPuls ≥ 8,4µJ • möglichst viele Laserpulse innerhalb eines RF-Pulses (800µs) • optimale Emittanz des Elektronenpaketes mit: • zeitliches flat-top Profil (FWHM: 20ps, Anstiegs/Abfall-Zeiten: 2ps) • räumliches flat-top (Durchmesser 0,55-2,1mm) y x „Bierdosen“-Form: t

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

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

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

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

  8. Charakterisierung des Photo-Katodenlasers am Photoinjektor-Teststand Zeuthen Marc Hänel DPG – Tagung Heidelberg 2007 PITZ Überwachte Parameter – longitudinale Pulsform streak-Kamera - Messung Auswertung des Profils Messungen: Pulsdauer 18-20ps FWHM, Anstiegs-/Abfallzeiten 5-7ps sowie5% Modulationen des flat-top (peak-peak)

  9. Charakterisierung des Photo-Katodenlasers am Photoinjektor-Teststand Zeuthen Marc Hänel DPG – Tagung Heidelberg 2007 PITZ Überwachte Parameter – transversale Pulsform flat-top nach der BSA (CCD-Kamera) Gauß-Profil des Laser Messungen: ca. 10-20% Modulation des flat-top (Interferenzringe)

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

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

  12. Charakterisierung des Photo-Katodenlasers am Photoinjektor-Teststand Zeuthen Marc Hänel DPG – Tagung Heidelberg 2007 PITZ Aktuelle Arbeit • online-Kalibrierung der Verstärkung des Photomultipliers (M.Hänel) • Auswertung der QD-Signale für inhomogene Strahlprofile (Y.Ivanisenko,M.Hänel) • Ursache für den Strahldrift • (ständig) Optimierung der BSA-Abbildung auf der Katode Nächste Schritte • Aufbau eines verbesserten Systems zur Überwachung der zeitlichen Pulsform (OSS, MBI) • Nutzung von Asphären zur Formung des räumlichen flat-tops

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

More Related