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 !