Rasmus Ischebeck, Dissertation, Fachbereich Physik der Universität Hamburg, 2003 :

"Transversale Kohärenz eines VUV-Freie-Elektronen-Lasers"


"Transverse Coherence of a VUV Free Electron Laser"



Schlagwörter: Coherence, wave optics, Free-electron lasers, image processing in optics
PACS : 42.60.-v; 42.25.-p; 41.60.Cr ; 42.30.-d
Volltext

Summary

Kurzfassung

Die räumliche Kohärenz ist von großer Bedeutung für viele Anwendungen eines Freie-Elektronen-Lasers (FELs). In dieser Doktorarbeit wird die erste direkte Messung der räumlichen Kohärenz eines Freie-Elektronen-Lasers im Vakuum- Ultraviolett vorgestellt. Das Beugungsbild eines Doppelspaltes wurde aufgenommen und die Sichtbarkeit der Interferenzstreifen wird bestimmt. Das Beugungsmuster wird mit Simulationen verglichen. Diese beinhaltet die Erzeugung der FEL-Strahlung, die Fresnel-Beugung im Nahfeld und Effekte des experimentellen Aufbaus. Beugungsmuster wurden mit verschiedenen Undulatorlängen aufgenommen. Auf diese Weise wird die Entwicklung der räumlichen Kohärenz entlang des Undulators bestimmt. Dabei zeigt sich, dass der höchste Kohärenzgrad am Ende des Bereiches exponentiellen Wachstums herrscht, bevor Sättigungseffekte die Kohärenz reduzieren.

Titel

Kurzfassung

Summary

The transverse coherence is of paramount importance for many applications of a free electron laser (FEL). In this thesis, the first direct measurement of the transverse coherence of a free electron laser at vacuum ultraviolet wavelengths is presented. The diffraction pattern at a double slit was observed and the visibility of the interference fringes was measured. The experimental near field diffraction pattern is compared with simulations, taking into account the formation of the FEL radiation, the Fresnel diffraction in the near field zone and effects of the experimental set-up. Diffraction patterns have been recorded at various undulator lengths to measure the evolution of the transverse coherence along the undulator. The highest coherence is achieved at the end of the exponential growth regime, before the onset of saturation in the FEL process.