Aufbau und Charakterisierung eines Gas Targets zur Demonstration der kontrollierten Injektion durch negativen Dichtegradient

Olgun, Halil

Master Thesis

PUBDB-2015-01472

Aufbau und Charakterisierung eines Gas Targets zur Demonstration der kontrollierten Injektion durch negativen Dichtegradient

Olgun, H. (Corresponding Author)>Extern*DESY*

2015
Hamburg

Hamburg 75 pp. (2015) = Universität Hamburg, Masterarbeit, 2015

Abstract: Plasma-based accelerators support very high accelerating fields whichare at least 2- 3 orders of magnitude stronger than the ones achievablein conventional radio-frequency cavities. Therefore, it is possibleto accelerate the particle to ultra-relativistic energies in much smalleraccelerating distances. Plasma-based accelerators are a promisingtechnology for compact particle accelerators, which can be used formany applications, e.g. as light sources producing THz to -ray radiation.In the last decades, the acceleration of ultra-relativistic witness bunchesin small distances has already been demonstrated in several experimentsusing plasma-based accelerators. So far the beam qualities,such as energy spectrum, total charge, and beam emittance, of thewitness bunch accelerated in plasma-based accelerators are not comparablewith traditional acceleration approaches. The main reason forthat is the lack of the control of injection the plasma electrons into theaccelerating wakefield.This work shows the construction and characterization of a gastarget that is going to be used in the experiment E-215 at SLAC to demonstratethe first controlled injection of electrons from the plasmainto a beam-driven wakefield at a plasma density gradient transitiona negative slope. In order to understand of the influence of thedensity profile on beam parameters of the witness, one has to characterizevery precisely the density profile in the gas target. Two differentmethods have been used for this purpose: Raman scattering andlongitudinal interferometry.ZUSAMMENFASSUNGDie Plasma-basierte Beschleunigungskonzepte ermöglichen aufgrundder im Vergleich zu konventionellen Hochfrequenz-Beschleuniger umbis zu drei Größenordnungen höheren Feldstärken, die Teilchen inkompakten Aufbau auf hohen Energien zu beschleunigen. Dank dieserEigenschaft sind sie ein viel versprechender Kandidat für zukünftigekompakte Teilchenbeschleuniger, die vielerlei Anwendungen, u.a.als Lichtquelle von THz bis hinzu -Strahlung, verwendet werdenkönnten.In den letzten Jahrzehnten wurden in verschieden Experimentendemonstriert, dass die Elektronenpakte aus den kompakten auf plasmabasierendenBeschleuniger auf ultra-relativistischen Energien beschleunigtwerden können. Jedoch sind die Strahlqualitäten, wie Energiespektrum,Gesamtladung und Emittanz aus den Plasmabeschleunigernverglichen mit denen aus konventionellen Beschleunigern nochweit entfernt. Der wesentliche Grund dafür liegt in der Kontrolle derInjektion der Elektronen in die richtige Phase der longitudinalen undtransversalen der Wakefelder.In dieser Arbeit wurde ein Gastarget für das Experiment E-215am SLAC konstruiert, das für kontrollierte Injektion beim Übergangeines negativen Dichtegradienten von Plasmaelektronen in von Elektronenstrahlgetriebene Wakefelder verwendet werden soll. Um denEinfluss des Dichteprofils im Gastarget auf die Strahlqualitäten besserzu verstehen, wurde das Dichteprofil im Gastarget mittels der Methodender Ramanstreuung und die der longitudinalen Interferometriecharakterisiert.

Keyword(s): Unveröffentlichte Hochschulschrift

Note: OA
Note: Universität Hamburg, Masterarbeit, 2015

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