Erweiterung des Lasersystems zum Betrieb der Quelle polarisierter Elektronen SPIN am S-DALINAC

Erweiterung des Lasersystems zum Betrieb der Quelle polarisierter Elektronen SPIN am S-DALINAC

Extension of the laser system used for the polarized electron source SPIN at the S-DALINAC

Masterarbeit

Die vorliegende Arbeit beschäftigt sich mit der Weiterentwicklung des Lasersystems an der Quelle für spinpolariserte Elektronen des supraleitenden Darmstädter Linearbeschleuniger S-DALINAC. Im Zuge der Integration in den Beschleuniger wird ein Titan-Saphir-Lasersystem erweitert um einen Strahltransfer vom Laserlabor über 40 m in die Halle des S-DALINAC. Zusätzlich wurde ein Pulsverlängerer aufgebaut, der Laserpulse von 200 fs auf bis zu 10 ps verlängern kann. Für den kontrollierten Langzeitbetrieb des Lasersystems wurden an diesem Verbesserungen vorgenommen um insbesondere die Stabilität der Eigenschaften zu erhöhen. So ist der Resonator und der Pumplaser in einer Styroporverkleidung untergebracht, mit der in Kombination einer Wasserkühlung eine Temperaturstabilisierung auf (18.6±0.2) °C erreicht wurde. Damit lässt sich ein Betrieb über 48 h ohne weitere Eingriffe ermöglichen, während dem die Wellenlänge des Lasers bei (781.0 ± 1.5) nm liegt. Die Schwankungen der Leistung sind währenddessen kleiner als 20% der Ausgangsleistung. Änderungen der Strahlrichtung sind geringer als 2.5 mrad, welche sich bereits durch eine einfache Regelung über Piezo-Aktor gesteuerte Spiegel korrigieren lassen. Über den Strahltransfer lassen sich zurzeit 30% der Leistung an den optischen Aufbau am Ort der Quelle leiten, dabei ist die Änderung der Position des Fokus auf der GaAs-Kathode im Zeitraum einer Stunde geringer als 100 µm.