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FLASH
Schichtgängerausbildung2006
M. Hüning
Entwicklung der Leuchtstärke
Zum Beispiel Diffraktion
H. Chapman, LLNL, USATTF E-Log
Zum Beispiel Pump-Probe
Vom FEL
Opt. LaserSample
T
T
?
Warum ist die größere Brillianz denn nun so wichtig?
• Höhere Zahl von Photonen pro Raumwinkel:– Streuung an einzelnen Molekülen gibt gute Bilder
(vorher waren Kristalle nötig, aufwendiger herzustellen)– Nichtlineare Effekte (z.B. in Plasmas)
• Kürzere Pulse:– Zeitaufgelöste Untersuchungen (Zeitskala
chemisch/biologischer Vorgänge)
Und wie bekommt man sie?
• Kohärente Abstrahlung:– Inkohärente
Überlagerung von 1010 Signalen 1010 mehr Leistung
– Kohärente Überlagerung 1020 mehr Leistung
Kohärenz durch Microbunching
Was braucht man dazu?
Große Stromdichte
Kleine Strahlgröße
(Emmittanz)
Kurze Pulse Kleine Energiebreite
Der TTF Linac
Der TTF Linac
FEL Strahlung
Strahl-Absorber
Hochfrequenz-Elektronenquelle
LaserBunch
CompressorBunch
Compressor
Beschleunigungs-Module
Kollimator
Undulator
Der TTF Linac
FEL Strahlung
Strahl-Absorber
Hochfrequenz-Elektronenquelle
LaserBunch
CompressorBunch
Compressor
Beschleunigungs-Module
Kollimator
Undulator
5 MeV135 MeV380 MeV380-750 MeV13-45 nm
Die Gun
Ca. 3 MW Hochfrequenzleistung,
40 MV/m Feld
5 MV Spannung
Photokathode (UV Licht)
Pulslänge der Elektronenpakete(Bunches) 4 ps (RMS)
Spitzenstrom 400 A
Kathodenlaser
fround trip= 27 MHz
Modulators (AOM EOM AOM) 108 MHz 1.3 GHz 13.5
MHz
Faraday isolator
Piezo tuning of cavity length
Stabilized by quartz tubes Fiber-coupled
pump diodes
Pulse picker Pockels cell
Faraday isolator
Fast current control
Fast current control
Diode-pumped Nd:YLF Oscillator
Diode pumped Nd:YLF amplifiers
LBO BBO
Flashlamp pumped Nd:YLF amplifiers
Frequency conversion to UV
Relay imaging telescopes
Pulse picker
• In cooperation of DESY with Max-Born-Institute, Berlin
• PITZ also serves as a test bench for new developments
Die Beschleunigungsmodule
ACC1geteilt:
4 x 10 MV/m
4 x 22 MV/m
1 Cavity mit Piezotuner (kann 30 MV/m)
Das Kryomodul
Klystrons
Die Halle 3
?
Zeitstruktur
1,2,5,10 Hz
800 s
1 s (oder Vielfache) 110 ns (später)
Strahl Cavityfeld
Bunch Compressor
weniger Energie
Dipolmagnete
mehr Energie
Elektronenstrahl
Was passiert im Bunchcompressor?
Vor der Schikane Hinter der Schikane
Über beide Kompressoren
M. Dohlus, XFEL BD-Meeting 24.10.2005
Für den Betrieb
• Erster Bunchcompressor (BC2) wird kurz vor maximaler Kompression betrieben
• Es gibt ein kleines Feedback-Programm, das die Kompression nachregelt
• Im zweiten Bunchcompressor (BC3) wird erst der nötige Spitzenstrom erreicht (~2 kA, 100 fs)
• Diagnosesystem existiert (etwas später), muß aber noch systematischer verwendet werden
• Das Verfahren ist etwas ineffizient, nächstes Jahr soll das System verbessert werden (3. harmonische)
Matching Section
Anpassung der Strahloptik,
transversale Diagnose
Matching Section
Die Beschleunigungsmodule
ACC2&3:
unsere Sorgenkinder,
2 Cavities ausser Gefecht,
nah am Limit (Puls gekürzt)
2. Bunchcompressor (BC3)
kleinerer Winkel,S-Form,flache Kammer,hohe Energie____________________besser für die Emmittanz
Leider auch weniger Kompression
Die Beschleunigungsmodule
ACC 4-6:
Bisher nur 4&5,
werden zwischen4 MV/m und30 MV/m betrieben
(bei 0 MV/m trauen wir der Regelung nicht mehr 100%ig)
LOLA (Bunchlängenmessung)
LOLA
M. Nagl
LOLA Bilder„Strahlfleck“ mit LOLA-Streak:
- Horizontal ganz normal
- Vertikale Position hängt von der Ankunftszeit ab;Achtung: Mischung aus vertikaler und longitudinaler Ausdehnung
Kollimator
Undulator und Bypass
Bypass
Undulator (Seeding)
Dump
Spectrometer
T-ColE-Col
Dogleg
Undulator
6 x 5 m
Permanentmagnete, 2.73 cm Periodeca 1T Magnetfeld
klimatisiert
4 Systeme zur Strahlungsüber- wachung
Scintillator
Glasfaser
Diagnoseblock + Quadrupoldoublett
Drahtscanner,BPM,2 Quadrupole(verfahrbar)
Photomultiplier
Spektrometer + Photondiagnose
Die Experimentierhalle
Und das ist der Fahrplan bis Mitte 2007.
Und ansonsten
guten Appetit !
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