Abstract

An ultrashort pulse laser is being used at the Schlesinger center for compact accelerators in Ariel University. The pulse duration ranges from 10 ps to 35 fs and can be varied using a grating, controlled by a remote control. However, there is no real-time indication of its duration while changing the grating position. This laser hits a copper cathode which results in ejection of electrons that serve as free electrons for a THz free electron laser (FEL). Extracting electrons from a copper cathode requires more energetic photons than IR, and therefore the laser’s frequency is tripled (from 800 to 266 nm) using non-linear crystals. The conversion efficiency of the third harmonic generation setup is greater for pulses shorter than 50 fs. In order to properly tune the pulse duration a method to measure the pulse duration in real-time is required. Generally, in order to measure an event, one should use a shorter event than the one being measured. For ultra-short laser pulses, using shorter events to measure the pulse is impossible. Hence, we use the method of auto-correlation which means we harness the pulse itself in order to measure its duration. We used 3DOptix components to build an autocorrelator setup, resulting with a significantly more compact set-up, and very easy to align. We controlled the measurement by a dedicated software we developed for this purpose. Methods and information of the elements in the autocorrelator system are presented, and the necessary requirements to simplify the alignment and measuring procedures are outlined in this paper.

中文翻译：

---

自动，便捷，紧凑的自相关测量，可实现超快的激光脉冲

摘要

Schlesinger中心的Ariel大学正在使用一种超短脉冲激光器来生产紧凑型加速器。脉冲持续时间范围为10 ps至35 fs，可以使用由遥控器控制的光栅来改变。但是，在更改光栅位置时没有实时指示其持续时间。该激光束撞击到铜阴极上，导致阴极发出电子，该电子用作太赫兹自由电子激光器（FEL）的自由电子。从铜阴极提取电子需要比IR更高的高能光子，因此使用非线性晶体可使激光的频率增加三倍（从800到266 nm）。对于小于50 fs的脉冲，三次谐波产生设置的转换效率更高。为了适当地调整脉冲持续时间，需要一种实时测量脉冲持续时间的方法。通常，为了衡量一个事件，应该使用比要衡量的事件短的事件。对于超短激光脉冲，不可能使用较短的事件来测量脉冲。因此，我们使用自相关方法，这意味着我们利用脉冲本身来测量其持续时间。我们使用3DOptix组件构建自相关器设置，从而使设置更加紧凑，并且非常易于对齐。我们通过为此目的开发的专用软件来控制测量。介绍了自动相关器系统中的元素的方法和信息，并概述了简化对准和测量过程的必要要求。使用较短的事件来测量脉冲是不可能的。因此，我们使用自相关方法，这意味着我们利用脉冲本身来测量其持续时间。我们使用3DOptix组件构建自相关器设置，从而使设置更加紧凑，并且非常易于对齐。我们通过为此目的开发的专用软件来控制测量。介绍了自动相关器系统中的元素的方法和信息，并概述了简化对准和测量过程的必要要求。使用较短的事件来测量脉冲是不可能的。因此，我们使用自相关方法，这意味着我们利用脉冲本身来测量其持续时间。我们使用3DOptix组件构建自相关器设置，从而使设置更加紧凑，并且非常易于对齐。我们通过为此目的开发的专用软件来控制测量。介绍了自动相关器系统中的元素的方法和信息，并概述了简化对准和测量过程的必要要求。从而大大简化了设置，并且非常易于对准。我们通过为此目的开发的专用软件来控制测量。介绍了自动相关器系统中的元素的方法和信息，并概述了简化对准和测量过程的必要要求。从而大大简化了设置，并且非常易于对准。我们通过为此目的开发的专用软件来控制测量。介绍了自动相关器系统中的元素的方法和信息，并概述了简化对准和测量过程的必要要求。