XFEL: Neuer Laser eröffnet neue Möglichkeiten
Neuer Laser eröffnet neue Möglichkeiten
Ein neuer Laser, der an der Photoinjektor-Testanlage bei DESY in Zeuthen (PITZ) entwickelt wurde, hat sein erstes Licht erzeugt und eröffnet damit den Weg zu neuen Anwendungen am European XFEL. Der neue Laser ist genau wie der European XFEL ein Freie-Elektronen-Laser (FEL), erzeugt jedoch Strahlung am anderen Ende des Spektrums, weit entfernt von der kurzwelligen Röntgenstrahlung des European XFEL. Gemeinsam könnten die ungleichen Geschwister neue Erkenntnisse über das Verhalten von Elektronen und Magnetfeldern in der Materie ermöglichen.
Der neue FEL am PITZ erzeugt extrem kurze Pulse der so genannten Terahertz-Strahlung (THz) mit Wellenlängen zwischen 0,1 und 1 mm, etwa hundert- bis tausendmal länger als sichtbares Licht und bis zu einer Million Mal länger als die Wellenlängen des European XFEL. Mit Hilfe von THz-Strahlung lässt sich Materie in neue, sonst nicht zugängliche Zustände umwandeln. Diese neuen Materiezustände können dann mit den Röntgenpulsen des European XFEL erforscht werden. Derzeit wird diese Umwandlung am European XFEL durch sichtbare und infrarote Lichtquellen eingeleitet, aber THz-Strahlung kann die Tür zu einem anderen Bereich der Physik öffnen, einschließlich der Untersuchung von Materialien und Prozessen, wie sie in elektronischen Geräten, bei der Energiespeicherung und in der Quantenmaterie verwendet werden.
Die PITZ-Erweiterung mit dem THz-FEL. Der Undulator zur Erzeugung der Laserstrahlung ist auf dem gelben Rahmen montiert, der Elektronenstrahl kommt von rechts herein. Foto: DESY, PITZ-Gruppe
European XFEL hat den neuen FEL in Auftrag gegeben, mitfinanziert und trägt auch zum laufenden Betrieb der PITZ-Anlage bei. Der Laser arbeitet mit einem ähnlichen Mechanismus wie der European XFEL, indem er einen Undulator - eine Reihe von aneinandergereihten Magneten - zur Erzeugung von Strahlung verwendet. Das Team am PITZ arbeitet nun an der Weiterentwicklung und Charakterisierung des neuen FEL.
"Es ist ein großer Erfolg, das erste Licht an diesem Freie-Elektronen-Laser in Zeuthen zu sehen", sagt Dr. Thomas Tschentscher, wissenschaftlicher Direktor am European XFEL. "Wir haben nun die Möglichkeit, die Einsatzmöglichkeiten von THz-Pumpquellen am European XFEL weiter zu untersuchen. was eine wichtige Ergänzung unserer wissenschaftlichen Möglichkeiten sein wird."
Panoramafoto der THz-Beamline am PITZ. Foto: DESY, PITZ-Gruppe
Weitere Informationen finden Sie unter.
Publikation:
E. A. Schneidmiller, M. V. Yurkov, M. Krasilnikov, F. Stephan, “Tunable IR/THz source for pump probe experiments at the European XFEL”, Advances in X-ray Free-Electron Lasers II: Instrumentation. Vol. 8778. SPIE, 2013.
Wissenschaftliche Ansprechpartner:
Dr Peter Zalden
Tel: +49-40-8998-6828
Email: peter.zalden@xfel.eu
