POLARIS Lasersystem

Um die Leistungsfähigkeit und Anwendbarkeit des POLARIS Lasersystems für hochintensive Laser-Plasma-Experimente zu verbessern, wird das Gesamtsystem kontinuierlich analysiert und daraufhin optimiert.

Die zeitliche Pulsform und speziell der zeitliche Intensitätskontrast der erzeugten Laserpulse sind von großer Wichtigkeit, da sie die Entstehung eines Vorplasmas und damit die Experiment-Dynamik maßgeblich beeinflussen. Momentan werden, in Hinblick auf Kontrast, Stabilität und Pulsform, neuartige Konzepte zur Streckung und Verstärkung von Laserpulsen untersucht, die die zeitliche Form und den Kontrast der Laserpulse verbessern sollen. Eng mit dieser Fragestellung ist die Optimierung der spektralen Phase und Bandbreite der Pulse verbunden. Hierbei wird der Einfluss der Verstärkung der Laserpulse auf die spektrale Phase untersucht, um zukünftig noch kürzere Laserpulse mit besserem zeitlichen Kontrast zu erzeugen.

Zusätzlich zur zeitlichen Struktur der Laserpulse stellt die maximal verfügbare Pulsenergie einen wichtigen Gegenstand der Forschung und Entwicklung dar. Durch die Architektur der POLARIS Hauptverstärker als frei-propagierende Systeme bietet die Optimierung der Nahfeldverteilung und die Energiedichte der Laserimpulse Potential für eine weitere Erhöhung der Pulsenergie bei gleichbleibender Apertur. Die Optimierung vom Pulskompressor, den Hauptverstärkern und der Strahl-Transportsysteme mit dem Ziel energetischerer Laserpulse auf dem Target wird kontinuierlich durch Simulationen, Messungen und Prototypen durchgeführt.

Zur Bildgebung der Laser-Plasma-Wechselwirkungen wurde ein synchronisiertes, OPA-basiertes Probing-Lasersystem mit einer Zentralwellenlänge um 800 nm aufgebaut. Die Optimierung dieses Lasersystems hinsichtlich Stabilität, zeitlichem Jitter gegenüber dem Hauptpuls und der spektral aufgelösten Auswertung der gewonnenen Probing-Bilder stellt einen weiteren Schwerpunkt der aktuellen Forschung am Lehrstuhl für Relativistische Laserphysik dar.

Ansprechpartner:

• Dr. Marco Hornung
• Dr. Joachim Hein
• Prof. Dr. Malte C. Kaluza