Kurzfassung
Der Freie-Elektronen LASer in Hamburg (FLASH) arbeit zur Zeit in einem Modus, der die spontane Undulatorstrahlung selbst verstärkt (SASE). Die resultierende Strahlung liegt im extrem ultra-violetten (XUV) Spektralbereich und ist die stärkste Lichtquelle in diesem Wellenlängenbereich überhaupt. Das Verstärkungsprinzip SASE ist eine Methode, die das Anfangsrauschen verstärkt und dadurch intrinsisch statistischen Fluktuationen in der Intensität und im Spektrum unterliegt. Zusätzlich werden durch den Beschleunigungsprozess der Elektronen Ankunftzeitfluktuationen relativ zu einem Synchronisationslaser am Undulatoreingang eingeführt, die sich durch Ankunftzeitfluktuationen der resultierenden Lichtpulse bemerkbar machen. Diese Schuss zu Schuss Fluktuationen reduzieren die zeitliche Auflösung von so genannten Pump-Probe Experimenten. Um diese Fluktuationen zu reduzieren, wurde 2009/2010 eine seeding-Sektion in FLASH (sFLASH) implemeniert. Hierbei werden Lichtpulse einer Hohe-Harmonischen Quelle (HHG) in Raum und Zeit mit den Elektronenpaketen überlagert und anschließend in den sFLASH Undulatoren verstärkt. Nach der Undulatorstrecke wird die verstärkte Strahlung aus dem FLASH-Tunnel in einen Experimentiercontainer reflektiert. Zusätzlich wird ein Teil des für die HHG Quelle benötigten Fundamentallasers direkt in den Experimentiercontainer geführt, so dass zeitaufgelöste Kreuzkorrelationsexperimente mit dem Fundamental- und der verstärkten XUV- Laserstrahlung durchgeführt werden können. Schwerpunkt dieser Arbeit ist der Aufbau und die Charakterisierung der HHG Quelle.
Kurzfassung
Summary
The Free electron LASer in Hamburg (FLASH), operating in the Self-Amplified Spontaneous Emission (SASE) mode, is currently the most intense femtosecond light source in the eXtreme-UltraViolet (XUV) regime. However, the statistical nature of SASE leads to intensity fluctuations of the Free Electron Laser (FEL) pulses. Moreover, the electron acceleration process introduces arrival-time fluctuations of the electron bunch at the undulator entrance, which leads to a temporal jitter with respect to the synchronization system. This jitter limits the resolution of corresponding pump-probe experiments. In order to reduce these pulse-to-pulse fluctuations, a seeding section for the electron bunch has been installed in 2009/2010. Here, XUV seed pulses from a High-Harmonic Generation (HHG) source are overlapped in space and time with the electron bunches in new variable-gap undulators installed upstream the existing SASE undulator. Behind the undulator section, the seeded FEL radiation will be deflected by a mirror into an experimental container for beam characterization. A fraction of the optical laser, used as the driving laser for HHG, is also transported into the experimental container, thus, temporal diagnostics like cross-correlations between the synchronized seeded FEL and optical pulses are possible. Emphasis of this work is the construction and characterization of the HHG source.