Laser-Elektronenbeschleunigung

In den vergangenen Jahren konnte nach entscheidenden Fortschritten in der multi-TW-Lasertechnologie ein Durchbruch bei der Laser-basierten Beschleunigung von Elektronen erzielt werden. Im sog. Wakefield- oder Bubble-Beschleunigungsregime können Elektronen mithilfe eines hochintensiven Laserpulses aus einem unterdichten Plasma über Distanzen von wenigen mm bis cm auf quasi-monoenergetische Energieverteilungen beschleunigt werden. Der quasi-monoenergetische Peak im Spektrum kann dabei Energien von mehr als 1 GeV erreichen. Diese kompakte Art von Laser-basierten Elektronenbeschleunigern ist – auch aufgrund der extrem kurzen Dauer der Elektronenpulse von wenigen Femtosekunden – äußerst interessant für verschiedene Anwendungen, z. B. die Erzeugung von gepulster Sekundärstrahlung variabler Wellenlänge. Am HI Jena wird mit verschiedenen Lasersystemen an der Laser-Elektronen­beschleunigung geforscht. Ziel ist ein besseres Verständnis der zu Grunde liegenden Beschleunigungsmechanismen sowie die Optimierung der Elektronenpulsparameter in Bezug auf mögliche zukünftige Anwendungen.