Höppner, Hauke Onno (2018) Optical parametric chirped pulse amplifiers for seeding, pulse metrology and science at free-electron lasers. PhD, Universität Oldenburg.

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Abstract

Optical parametric chirped-pulse amplifiers (OPCPA) have been proven to be a versatile technology for free-electron laser (FEL) facilities. To exploit the full scientific potential of high repetition rate FELs, new wavelength-tunable high-power femtosecond lasers for FEL seeding and FEL pump-probe experiments are required. Within the seeding project at the FLASH II FEL, an OPCPA was successfully developed supporting seeding at FLASH II. The temporal intensity profile of a FEL is of utmost importance. An optical-XUV solid-state cross-correlator was refined to characterize the temporal properties of the seeded FERMI FEL for a range of FEL wavelengths and machine settings. FERMI’s unique properties, in particular the low time-of-arrival jitter and excellent pulse energy stability, in combination with the ultrashort optical probe pulses, enabled time-resolved observation of FEL induced non-thermal ultrafast sub-200 fs solid-to-solid phase transition of diamond to graphite.

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Optisch Parametrischer Verstärker für zeitliche gestreckte Pulse für externes “Seeding”, Pulscharakterisierung und wissenschaftliche Anwendungen an Freie-Elektronen-Lasern.

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Um das volle Potential von hochrepetitiven FELs zu nutzen, sind neue Hochleistungs-Femtosekundenlaser für FEL Seeding und Pump-Probe-Experimente notwendig. Innerhalb des Seeding-Projektes am FLASH II wurde auf Basis optisch parametrischer Verstärkung zeitlich gestreckter Pulse (OPCPA) ein Lasersystem entwickelt, dessen demonstrierte Laserparameter FLASH II Seeding ermöglichen kann. Das zeitliche FEL Pulsprofil ist von besonderer Bedeutung. Auf Basis eines verbesserten Festkörperkreuzkorrelators wurden die zeitlichen Eigenschaften der geseedeten FERMI FEL Pulse bei unterschiedlichen FEL Parametern charakterisiert. Die einzigartigen Pulseigenschaften von FERMI, insbesondere die niedrigen Fluktuationen in der Ankunftszeit und hohe Pulsenergiestabilität, in Verbindung mit ultrakurzen optischen Probepulsen, ermöglichte die zeitaufgelöste Beobachtung eines FEL Puls induzierten nichtthermischen ultraschnellen (unter 200 fs) strukturellen Phasenübergangs von Diamant zu Graphit (fest zu fest).

Item Type: Thesis (PhD)
Uncontrolled Keywords: Freie-Elektronen-Laser, Impulslaser, Kreuzkorrelation, Festkörperphysik
Subjects: Science and mathematics > Physics
Divisions: Faculty of Mathematics and Science > Institute of Physics (IfP)
Date Deposited: 28 Nov 2019 12:28
Last Modified: 29 Nov 2019 10:52
URI: https://oops.uni-oldenburg.de/id/eprint/4223
URN: urn:nbn:de:gbv:715-oops-43049
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