Implementing a Thomson parabola spectrometer for laser driven ions

Durch die Fokussierung eines ultrakurzen und hochintensiven Laserpulses auf ein Festkörpertarget können Pulse von Protonen und anderen positiv geladenen Ionen erzeugt werden. Auf Basis des etablierten TNSA (target-normal sheath acceleration) Prozesses konnten am Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf mit dem 150 TW Ultrakurzpulslaser DRACO Protonenpulse mit Energien bis zu 20 MeV erzeugt und charakterisiert werden. Die Charakterisierung dieser Teilchenstrahlung erfordert die Identifizierung der Ionenspezies und die Bestimmung ihrer spektralen Verteilung möglichst nach jedem Puls, wofür standardmäßig Thomsonspektrometer verwendet werden.
In den letzten Jahren wurde das DRACO-Lasersystem bis zu einer Pulsleistung über 500 TW erweitert. Aufbauend auf dem bisherigen Spektrometerdesign wurde in dieser Arbeit ein kompaktes Spektrometer für einen höheren Energiebereich bis über 150 MeV entworfen und in Betrieb genommen. Zusätzlich wurde für die Identifizierung möglicher das Messergebnis verfälschender Sekundärstrahlungsquellen Monte-Carlo Simulationen durchgeführt.