FLASH ist ein Freie-Elektronen-Laser bei DESY, der 2004 in Betrieb genommen wurde und an dem seit 2005 Wissenschaftler aus aller Welt Experimente mit kurzwelliger ultravioletter Strahlung und weichem Röntgenlicht durchführen.

FLASH – Weltrekord im Laserblitzen

Die 260 Meter lange Anlage war die erste Lichtquelle der Welt, die weiche Röntgenlaserstrahlung mit hoher Spitzenleuchtstärke und ultrakurzen Lichtpulsen lieferte. Das internationale FLASH-Team stellte dabei einen Wellenlängenrekord nach dem anderen auf. Erst 2009 ging in Kalifornien mit der LCLS-Anlage ein Freie-Elektronen-Laser in Betrieb, der noch kürzere Wellenlängen im harten Röntgenbereich erzeugt. Dennoch bleibt FLASH weiterhin einmalig: Der Freie-Elektronen-Laser bei DESY ist weiterhin die einzige Laseranlage auf der Welt, die leistungsstarke und ultrakurze Lichtblitze im Vakuum-Ultravioletten und im weichen Röntgenbereich liefert.

Bereits in der ersten Messperiode konnten die Wissenschaftler an FLASH spektakuläre neuartige Experimente durchführen. Entsprechend groß ist das Interesse an der Anlage. Als Nutzereinrichtung bietet FLASH fünf Messplätze, an denen im Wechsel verschiedene Instrumente aufgebaut werden können.

Freie-Elektronen-Laser in Hamburg

FLASH hieß zunächst VUV-FEL (Vakuum-ultraviolett Freie-Elektronen-Laser) und wurde im April 2006 in FLASH (Freie-Elektronen-Laser in Hamburg) umbenannt. FLASH basiert auf einer 1997 errichteten Testanlage für das Linearbeschleunigerprojekt TESLA, die im Jahr 2003 von 100 Metern Länge auf etwa 260 Meter erweitert wurde. Die Anlage besteht aus einem Linearbeschleuniger mit hintereinander geschalteten, supraleitenden Beschleunigungselementen, die Elektronen auf eine Energie von 1,2 Milliarden Elektronenvolt (1,2 GeV) beschleunigen. Anschließend durchläuft der Elektronenstrahl einen 30 Meter langen Undulator, in dem er Strahlung nach dem SASE-Prinzip der selbstverstärkenden Emission erzeugt. Die intensiven Lichtblitze werden dann auf die fünf Messplätze verteilt, wo sie Wissenschaftlern für ihre Forschungen zur Verfügung stehen.

Testanlage für Röntgenlaser und Linearbeschleuniger

Über den Einsatz für die Forschung mit Photonen hinaus dient FLASH auch weiterhin als Testanlage – sowohl für den im Bau befindlichen Freie-Elektronen-Röntgenlaser European XFEL, der noch kürzere Wellenlängen bis hinunter zu einem zehntel Nanometer erzeugen wird, als auch für einen möglichen zukünftigen Linearbeschleuniger für die Teilchenphysik, den International Linear Collider ILC. Die Linearbeschleuniger von FLASH, European XFEL und ILC beruhen allesamt auf der supraleitenden Beschleunigertechnologie, die DESY gemeinsam mit seinen internationalen Partnern im Rahmen des TESLA-Projekts entwickelt hat. An FLASH können diese supraleitende Beschleunigertechnologie sowie weitere, für den Röntgenlaser European XFEL und den Linearbeschleuniger ILC relevante Komponenten weiterentwickelt und erprobt werden.