Project Details
Projekt
Femtosekunden-Hochleistungs-Faserlaser mit optisch-parametrischem Verstärker
Subject Area
Condensed Matter Physics
Term
Funded in 2018
Project identifier
Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 413469432
Das beantragte System ist ein Hochleistungs-Ytterbium-Faserlaser kombiniert mit einem optischen parametrischen Verstärker, das ultrakurze hochenergetische Laserpulse (>60 μJ) bei einer Wellenlänge von 2 μm und einer Wiederholrate von 167 kHz erzeugt. Das wissenschaftliche Ziel, das durch diese Gerätebeschaffung ermöglicht wird, ist die Laserbeschleunigung von Elektronen an photonischen Strukturen sowie im Vakuum als auch durch ponderomotorische Beschleunigungsverfahren. Mit Hilfe der zu zeigenden Längsbündelung, Transversalkollimation durch nichtlineare Kräfte und der bereits von uns demonstrierten Beschleunigung mit hohen Gradienten werden echte miniaturisierte Laserteilchenbeschleuniger möglich. Diese lassen Beschleunigungen über Distanzen von bis zu 1 mm zu und erreichen Endenergien von ca. 1 MeV, was sogar direkt relevant für medizinische Anwendungen werden könnte. Für einen hohen Beschleunigungsgradienten sind einfallende elektrische Feldstärken von bis zu 2,5 GV/m für die auf die photonischen Strukturen auftreffenden Laserpulse notwendig. Bei Beschleunigungen über 1 mm Länge werden Pulsenergien von mehr als 60 μJ benötigt. Des Weiteren ist eine Wellenlänge von 2 μm aufgrund der Skalierung der Strukturparameter notwendig. Die Wiederholrate von 167 kHz (~10 W Leistung) wird die Datenerfassungsrate verbessern und den Strom beschleunigter Elektronen stark gegenüber dem vorhandenen Lasersystem erhöhen, so dass wir uns den für biomedizinische Anwendungen geeigneten Werten annähern.
DFG Programme
Major Research Instrumentation
Major Instrumentation
Femtosekunden-Hochleistungs-Faserlaser mit optisch-parametrischem Verstärker
Instrumentation Group
5700 Festkörper-Laser
Applicant Institution
Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg
