Book/Report/Master Thesis

PUBDB-2018-00788

http://join2-wiki.gsi.de/foswiki/pub/Main/Artwork/join2_logo100x88.png Hollow Core Plasma Channel Generation

Quast, M. (Corresponding author) ; Osterhoff, J. (Thesis advisor)DESY* ; Foster, B. (Thesis advisor)Extern*DESY*

2018
Verlag Deutsches Elektronen-Synchrotron Hamburg

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Report No.: DESY-THESIS-2018-005

Abstract: The use of a hollow plasma channel in plasma-based acceleration has ben-eficial properties for the acceleration of electron and positron bunches. Inthe scope of the FLASHForward facility at DESY, the generation of sucha plasma structure is examined. Therefore, the generation of a ring-shapedlaser intensity profile with different techniques is analyzed.From the obtained intensity profiles the electron density of a hollow plasmachannel is simulated in the focal region. Different parameters are scanned tounderstand their influence on the electron density distribution - an importantparameter being, for example, the radius of the central region of the channel.In addition to the simulations, experiments are presented, during which alaser pulse is transformed into a hollow beam with a spiral phase plate. Sub-sequently, it forms a plasma during the interaction with hydrogen, where theplasma is imaged with interferometry. For energies above0.9mJ a hollowplasma structure can be observed at the location of first plasma formation.Die Verwendung eines hohlen Plasmakanals bei der plasmabasiertenBeschleunigung hat vorteilhafte Eigenschaften für die Beschleunigung vonElektronen- und Positronenbündeln. Im Rahmen der FLASHForward-Anlagebei DESY wird die Entstehung einer solchen Plasmastruktur untersucht. Eswird die Erzeugung eines ringförmigen Laserintensitätsprofils mit verschiede-nen Techniken analysiert.Aus den erhaltenen Intensitätsprofilen wird die Elektronendichte eines hohlenPlasmakanals im Fokusbereich simuliert. Verschiedene Parameter werdengescannt, um ihren Einfluss auf die Elektronendichteverteilung zu verstehen- ein wichtiger Parameter ist zum Beispiel der Radius des zentralen Bereichsdes Kanals.Neben den Simulationen werden Experimente vorgestellt, bei denen einLaserpuls mit einer Spiralphasenplatte in einen Hohlstrahl umgewandeltwird. Anschließend bildet dieser bei der Wechselwirkung mit Wasserstoff einPlasma, wobei das Plasma interferometrisch abgebildet wird. Für Energienüber0.9mJ kann eine hohle Plasmastruktur am Ort der ersten Plasmabil-dung beobachtet werden.

Note: Masterarbeit, Universität Hamburg, 2018

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Contributing Institute(s):

1. Forschung Linear Accelerator (FLA)

Research Program(s):

1. 631 - Accelerator R & D (POF3-631) (POF3-631)
2. PWA - Research group for plasma-based accelerators (PWA-20150304) (PWA-20150304)
3. VH-VI-503 - Plasma wakefield acceleration of highly relativistic electrons with FLASH (2015_IFV-VH-VI-503) (2015_IFV-VH-VI-503)

Experiment(s):

1. FLASHForward

Appears in the scientific report 2018

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Database coverage:

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