Der neue Freie‐Elektronen‐Laser in Darmstadt

Ein Freie‐Elektronen‐Laser (FEL) wird von einem Strahl relativistischer Elektronen aus einem Beschleuniger getrieben, der in einem periodischen, transversalen Magnetfeld eines Undulators kohärente Strahlung produziert. Eine Resonanzbedingung, die die Elektronenenergie, die Stärke des Magnetfeldes und dessen Periodizität enthält, definiert die Wellenlänge der Strahlung. Die Änderung der Elektronenenergie und der Undulatorfeldstärke erlaubt es, die Wellenlänge über einen weiten Bereich durchzustimmen. Da das Lasermedium aus Elektronen im Vakuum besteht, die auch für die Verstärkung der Strahlung in allen Spektralbereichen verantwortlich sind, können — im Gegensatz zu gewöhnlichen, materialbehafteten Lasern — in einem FEL auch sehr hohe Spitzenleistungen erzielt werden. Diese Eigenschaften verleihen ihm ein hohes Anwendungspotential in der physikalischen Grundlagenforschung, aber u. a. auch in der Chemie, Medizin, Materialwissenschaft und Technik. Der folgende Beitrag beschreibt Konzept, Inbetriebnahme und Eigenschaften des ersten in Deutschland realisierten FEL am S‐DALINAC, der sich noch besonders dadurch auszeichnet, daß er einen kontinuierlichen („continuous wave”) Laserstrahl liefert.