Advanced seeding methods for generation of fully-coherent ultra-short soft x-ray pulses

Abstract

In this thesis I am going to describe advanced seeding techniques to generate radiation in the region of EUV and soft X-ray and the properties of the generated radiation. I am going to focus on the echo-enabled harmonic generation (EEHG) scheme, recently shown in the soft X-ray region at the FERMI free-electron laser (FEL). I am going to present simulations using the EEHG scheme using the currently installed hardware at sFLASH, the seeding experiment at FLASH, the FEL at DESY, Hamburg. I also consider a possible chicane upgrade for sFLASH and of the laser system to analyze the advantaged of more exotic applications of the EEHG scheme, for example by using two different seed laser wavelengths. The EEHG scheme is considered for a planned upgrade at FLASH to achieve wavelengths down to 4 nm. I am going to define the needed beamline parameters and study the limitations of the EEHG scheme.

In dieser Arbeit werde ich fortgeschrittene Seeding-Techniken zur Erzeugung von Strahlung im Bereich von EUV und weicher Röntgenstrahlung sowie die Eigenschaften der erzeugten Strahlung beschreiben. Ich werde mich auf das echofähige harmonische Erzeugungsschema (EEHG) konzentrieren, das kürzlich im Bereich der weichen Röntgenstrahlung am Freie-Elektronen Laser (FEL) von FERMI gezeigt wurde. Ich werde Simulationen unter Verwendung des EEHG-Schemas mit der derzeit installierten Hardware bei sFLASH, dem Seeding-Experiment bei FLASH und dem FEL bei DESY, Hamburg, vorstellen. Ich erwäge auch ein mögliches Schikanen-Upgrade für sFLASH und des Lasersystems, um die Vorteile exotischerer Anwendungen des EEHG-Schemas zu analysieren, z.B. durch die Verwendung zweier unterschiedlicher Seed-Laser-Wellenlängen. Das EEHG-Schema wird für eine geplante Aufrüstung bei FLASH in Betracht gezogen, um Wellenlängen bis hinunter zu 4 nm zu erreichen. Ich werde die erforderlichen Parameter der Strahlführung definieren und die Grenzen des EEHG-Schemas untersuchen.