Targetbereich
Technischer Kontakt: Bernhard Zielbauer
Der PW-Targetbereich befindet sich im gleichen Labor wie das Lasersystem in der Nähe des PW-Pulskompressors. Er umfasst den Strahltransport, die Umlenkboxen und die Targetkammer. Um diese herum wurden Abschirmwände errichtet, die den für die Installation von Experiment-Diagnostiken verfügbaren Platz einschränken. Neuerdings wurde der SEPPL-Backlighter-Laser (Link) neben der Targetkammer installiert.
Targetkammer
Ab dem Pulskompressor wird der Strahl unter Vakuum zur Targetkammer geführt. In oder vor der Kammer stehen mehrere Fokussierungs-Optionen zur Verfügung, bei denen Off-Axis-Parabolspiegel mit unterschiedlichen Brennweiten und Ablenkwinkeln zum Einsatz kommen. Die Ansicht des Targetbereichs unten zeigt die Targetkammer in Dunkelgrau, die Umlenkboxen in Hellgrau sowie in grün den Bereich, in dem eingeschränkt durch Abschirmungsanforderungen Targets platziert werden können.
Die wesentlichen Eigenschaften der Targetkammer:
- Innenmaß Länge (N-S-Richtung) : 2040 mm
- Innenmaß Breite(O-W-Richtung): 1290 mm
- Innenhöhe (über Breadboard): 830 mm
- System mit standardisierten Türen (mit unterschiedlichen Flansch-Konfigurationen, untereinander austauschbar)
- Flexible Fokus-Positionierung und stark abgeschirmter Target-Manipulator
- Zwei Strahleintritts-Flansche, die unterschiedliche Fokussier-Geometrien erlauben
Strahl-Eigenschaften und übliche Fokussier-Optionen
Der PHELIX-Strahl, der vom Kompressor über die beiden Umlenkboxen (TB2/TB3) mit einem nahezu rechteckigen Strahlprofil und S-Polarisation kommt, kann abhängig vom Experimentaufbau mit unterschiedlichen Geometrien fokussiert werden:
- Langbrennweitige Fokussierung auf die TLN (Nord)und TLS (Süd) genannten Target-Positionen mit einem 90° Off-Axis-Parabolspiegel mit einer Brennweite von 1500 mm in einer der Umlenkboxen. Wegen der Substratgröße des Parabolspiegels wird in diesem Fall die Strahlgröße zu einer stark elliptischen Form reduziert, was zu einem näherungsweise rechteckigen Strahl mit 180 mm in der Horizontalen und 250 mm in der Vertikalen führt. Die typische Fokusgröße liegt bei 15x20 µm2, es gilt die unter (Link auf plasmaphysikphelix/strahlzeit/current_laser_and_experimental_parameters ) angegebene Beschränkung der Energie.
- Kurzbrennweitige Fokussierung mit einem 90° Off-Axis-Parabolspiegel mit einer Brennweite von 1500 mm, mit dem ein rechteckiger Strahl mit 250 x 250 mm2 für Anwendungen mit hoher Intensität bei einer Fokusgröße von wenigen µm. Es gilt die unter (Link auf plasmaphysikphelix/strahlzeit/current_laser_and_experimental_parameters ) angegebene Energie-Beschränkung. Den Anforderungen der Experimente folgend kann der Parabolspiegel an verschiedenen Orten in der Targetkammer installiert werden, allerdings kann dies die Strahlgröße sowie die maximale Energie beeinträchtigen, falls Ablenkwinkel von mehr als 45° nötig werden. Im Standard-Aufbau kommt der Strahl über TB2 direkt auf den Parabolspiegel und wird somit auf die Position TSN fokussiert.
- Die Zweistrahl-Option liefert zwei 90 x 150 mm2 große Strahlen mit einem Zeitlichen Abstand von 0-1000 ps, veränderlichem Energieverhältnis und verschiedenen Fokussier-Möglichkeiten
Mit der Doppelpuls-Option können zwei ko-propagierende Pulse mit einem zeitlichen Abstand von 0-1000 ps bei gleicher Pulsdauer oder mit 100-1000 ps Abstand und Pulsdauern von 500 fs bis 5 ps geliefert werden.
Die übliche Höhe des Strahls über dem Breadboard beträgt 360 mm. Auf dieser Höhe sind mehrere Flansche in den Wänden der Targetkammer und deren Türen für Diagnostiken und Ausrüstung verfügbar. Zusätzliche Flansche unterschiedlicher Größe (ISO-K 100, CF 100 bis CF 200, KF 40) sind unter- und oberhalb der Strahlhöhe verfügbar, ebenso in der Deckelplatte der Targetkammer, deren Innenseite 890 mm über dem Breadboard liegt. Optische Diagnostik-Aufbauten können zusätlich auf separaten Tischen um die Targetkammer platziert werden, sowohl auf Strahl- als auch auf Breadboard-Höhe.
Alle innerhalb der Targetkammer zu installierenden Diagnostiken müssen die Anforderungen fürs Hochvakuum (1E-6 mbar) erfüllen hinsichtlich Sauberkeit, Ausgasen von Materialien, Schmierung und Entlüftung interner Kavitäten. Jegliches Material, das in den Targetbereich gebracht werden soll, muss die Anforderungen eines Klasse 10.000-Reinraums erfüllen, was besonders auf Karton nicht zutrifft.
