Laurens-Georg Wißmann, Dissertation, Fachbereich Physik der Universität Hamburg, 2012 :

"Ein robustes Faserlaser-System zur elektro-optischen Profilmessung von Elektronenpaketen bei FLASH"


"A Robust Fibre Laser System for Electro-Optic Electron Bunch Profile Measurements at FLASH"



Schlagwörter: Ytterbium fibre laser, electro-optic effect, longitudinal electron bunch diagnostic, linear accelerator, FLASH
PACS : 41.60.Cr, 42.55.Wd
Volltext

Summary

Kurzfassung

Für die elektro-optische Messung der Ladungsverteilung von Elektronenpakten bei FLASH wurde ein Ytterbium-dotiertes Faserlaser-Syste bestehend aus einem Oszillator und einem zweistufigen Verstärker gebaut und in Betrieb genommen. Das Design des Oszillators wurde auf einen zuverlässigen Betrieb und sub-pikosekunden-genaue Synchronisation hon optimiert. Der Verstärker nutzt kontrolliert auftretende Nichtlinearitäten zur Verbreiterung des optischen Spektrums. Eine aktive Regelung der Pulswiederhohlrate des Oszillators ermöglicht eine phasenstarre Kopplung desselben an die Referenzfrequenz des Beschleunigers Mithilfe eines zweistufigen Pulswählverfahrens kann die Pulswiederhohlrate des Lasersystems auf die Wiederhohlrate des Beschleunigers angepasst werden. Eine Experimentierstation für elektro-optische Strahldiagnose wurde umgebaut, um spektral dekodierte Einzelschussmessungen zu ermöglichen. Ein zweiter Strahlmonitor mit einem ähnlichen Lasersystem wurde erweitert, mit dem elektro-optische Messungen an Elektronenpaketen durchgeführt wurden, die mit anderen Messmethoden der longitudinalen Diagnostik und auch älteren Messungen verglichen werden können.

Titel

Kurzfassung

Summary

For the electro-optic measurement of electron bunch profiles at FLASH a robust ytterbium doped fibre laser (YDFL) system has been developed consisting of a laser oscillator and a two-staged amplifier. The Oscillator is designed to meet the specifications oh high reliability and low noise operation. The amplifier makes use of tailored nonlinearity to enhance the spectral bandwidth of the output laser pulses. Active repetition rate control enables sub-picosecond synchronisation of the laser to the accelerator reference RF. Using a two-stage gating scheme the output pulse train repetition rate is adopted to the accelerator repetition rate. An experimental site used for electro-optic electron bunch profile measurements has been redesigned to support single-shot bunch profile measurements based on spectral decoding. An existing bunch profile monitor with a similar laser system was upgraded an electro-optic bunch profile measurements were conducted, allowing for a comparison with measurements done with other longitudinal electron bunch diagnostics and with former measurements.