Berlin 2005 – wissenschaftliches Programm

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HK: Physik der Hadronen und Kerne

HK 42: Instrumentation und Anwendungen

HK 42.5: Vortrag

Mittwoch, 9. März 2005, 15:15–15:30, TU MA042

Untersuchung von Smith-Purcell Strahlung im fernen infraroten Wellenlängenbereich am MAMI — •W. Lauth, H. Backe, H. Mannweiler, H. Rochholz, K. Aulenbacher, N. Clawiter, M. El Ghazaly, K.-H. Kaiser, G. Kube, F. Schwellnus, V. Tioukine, T. Weber und J. Zausch — Institut für Kernphysik der Universität, D-55099 Mainz

Am Injektor-Linac des Elektronenbeschleunigers MAMI wurden Experimente zur Erzeugung von Strahlung mit Wellenlängen zwischen 100 µm und 1 mm durchgeführt mit dem Ziel, einen Freie-Elektronenlaser auf der Basis des Smith-Purcell Effektes zu entwickeln. Smith-Purcell Strahlung wird erzeugt, wenn ein geladenes Teilchen in der Nähe einer periodischen, leitenden Struktur vorbeifliegt. Neuartige intensive Strahlungserzeugung im Infrarotbereich ist wegen des Mangels an kompakten, durchstimmbaren Strahlungsquellen von Interesse. Der experimentelle Aufbau besteht aus einem metallischem Rechteckgitter, an dem ein Elektronenstrahl mit einer Energie von 1.44 MeV und 3.41 MeV vorbeigeführt wird. Das 200 mm lange Gitter steht in einem longitudinalen, homogenen Magnetfeld von 5 T. Die erzeugte Strahlung wird über Spiegel ausgekoppelt und mit einem Si-Bolometer nachgewiesen. Es wurden Experimente mit Gitterperioden von 1.41 mm, 7 mm und 14 mm durchgeführt. Für Wellenlängen größer als 300 µm kann die erzeugte Strahlung mit der kohärenten Emission des Elektronenbunches erklärt werden. Für kürzere Wellenlängen lag die Intensität unterhalb der Nachweisgrenze des Bolometers. Die experimentellen Ergebnisse werden mit theoretischen Berechnungen, die eine spontane Verstärkung der Strahlung (SASE) vorhersagen, verglichen.