Timing Diagnostics and Coherent Harmonics from a test-FEL

Författare

Nino Cutic

Summary, in Swedish

Popular Abstract in Swedish

I denna avhandling ges en introduktion till fyra artiklar där resul-

tat från och delar av en frielektron-laser (FEL) beskrivs. Denna typ

av laser skiljer sig från de konventionella lasrar de flesta av oss har

träffat på, t.ex. i form av en laserpekare. Den första märkbara skill-

naden är att frielektron-lasrar är stora, ofta flera hundra meter långa.

De kräver en accelerator och långa magnetstrukturer, s.k. undula-

torer, för att fungera. Istället för att använda material som kristaller,

halvledare, gaser eller plasma, använder de istället fria obundna elek-

troner. Högenergetiska elektroner från acceleratorn förlorar lite en-

ergi och alstrar ljus i undulatorerna.

Den FEL som presenteras här är ca 60 m lång. Syftet med anläg-

gningen är att studera produktion av ljus med korta våglängder och

variabel polarisation. Polarisation är en viktig egenskap hos ljus med

många tillämpningar inom vetenskap och teknik. Genom att använda

den existerande acceleratorn på MAX-lab, en konventionell laser och

två undulatorer, manipuleras elektronerna att alstra ljus med godtyck-

lig polarisation och kortare våglängd än den konventionella laser som

används för att starta processen. Växelverkan mellan elektronerna

och ljus från den konventionella lasern förbättrar kvaliteten på ljuset

från FELen. Metoden att starta frielektronlasern med en konven-

tionell laser kallas seeding (sådd).

För att detta ska fungera måste man träffa elektronpulsen med en

laserpuls i både tid och rum. Att överlappa dem rumsligt är inte så ut-

manande, men överlapp tidsmässigt kan vara det. Elektronpulsen är

ungefär en tredjedels millimeter lång och laserpulsen ungefär en tion-

dels, och båda färdas med ljusets hastighet. Elektro-optisk laserteknik

användes för att kontrollera och mäta det tidsmässiga överlappet

mellan elektroner och laserpuls. Tekniken användes också för att,

via återkoppling av laserns fördröjning, säkerställa överlapp för varje

skott. Detta ger en klar förbättring av anläggningen till en mycket liten

kostnad.

Avdelning/ar