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FLASH
Schichtgängerausbildung2006
M. Hüning
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Entwicklung der Leuchtstärke
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Zum Beispiel Diffraktion
H. Chapman, LLNL, USATTF E-Log
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Zum Beispiel Pump-Probe
Vom FEL
Opt. LaserSample
T
T
?
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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)
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Und wie bekommt man sie?
• Kohärente Abstrahlung:– Inkohärente
Überlagerung von 1010 Signalen 1010 mehr Leistung
– Kohärente Überlagerung 1020 mehr Leistung
Kohärenz durch Microbunching
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Was braucht man dazu?
Große Stromdichte
Kleine Strahlgröße
(Emmittanz)
Kurze Pulse Kleine Energiebreite
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Der TTF Linac
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Der TTF Linac
FEL Strahlung
Strahl-Absorber
Hochfrequenz-Elektronenquelle
LaserBunch
CompressorBunch
Compressor
Beschleunigungs-Module
Kollimator
Undulator
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Der TTF Linac
FEL Strahlung
Strahl-Absorber
Hochfrequenz-Elektronenquelle
LaserBunch
CompressorBunch
Compressor
Beschleunigungs-Module
Kollimator
Undulator
5 MeV135 MeV380 MeV380-750 MeV13-45 nm
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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
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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
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Die Beschleunigungsmodule
ACC1geteilt:
4 x 10 MV/m
4 x 22 MV/m
1 Cavity mit Piezotuner (kann 30 MV/m)
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Das Kryomodul
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Klystrons
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Die Halle 3
?
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Zeitstruktur
1,2,5,10 Hz
800 s
1 s (oder Vielfache) 110 ns (später)
Strahl Cavityfeld
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Bunch Compressor
weniger Energie
Dipolmagnete
mehr Energie
Elektronenstrahl
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Was passiert im Bunchcompressor?
Vor der Schikane Hinter der Schikane
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Über beide Kompressoren
M. Dohlus, XFEL BD-Meeting 24.10.2005
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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)
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Matching Section
Anpassung der Strahloptik,
transversale Diagnose
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Matching Section
![Page 24: FLASH Schichtgängerausbildung 2006 M. Hüning. Entwicklung der Leuchtstärke](https://reader031.vdokument.com/reader031/viewer/2022011719/55204d6949795902118bee45/html5/thumbnails/24.jpg)
Die Beschleunigungsmodule
ACC2&3:
unsere Sorgenkinder,
2 Cavities ausser Gefecht,
nah am Limit (Puls gekürzt)
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2. Bunchcompressor (BC3)
kleinerer Winkel,S-Form,flache Kammer,hohe Energie____________________besser für die Emmittanz
Leider auch weniger Kompression
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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)
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LOLA (Bunchlängenmessung)
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LOLA
M. Nagl
![Page 29: FLASH Schichtgängerausbildung 2006 M. Hüning. Entwicklung der Leuchtstärke](https://reader031.vdokument.com/reader031/viewer/2022011719/55204d6949795902118bee45/html5/thumbnails/29.jpg)
LOLA Bilder„Strahlfleck“ mit LOLA-Streak:
- Horizontal ganz normal
- Vertikale Position hängt von der Ankunftszeit ab;Achtung: Mischung aus vertikaler und longitudinaler Ausdehnung
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Kollimator
![Page 31: FLASH Schichtgängerausbildung 2006 M. Hüning. Entwicklung der Leuchtstärke](https://reader031.vdokument.com/reader031/viewer/2022011719/55204d6949795902118bee45/html5/thumbnails/31.jpg)
Undulator und Bypass
Bypass
Undulator (Seeding)
Dump
Spectrometer
T-ColE-Col
Dogleg
![Page 32: FLASH Schichtgängerausbildung 2006 M. Hüning. Entwicklung der Leuchtstärke](https://reader031.vdokument.com/reader031/viewer/2022011719/55204d6949795902118bee45/html5/thumbnails/32.jpg)
Undulator
6 x 5 m
Permanentmagnete, 2.73 cm Periodeca 1T Magnetfeld
klimatisiert
4 Systeme zur Strahlungsüber- wachung
Scintillator
Glasfaser
![Page 33: FLASH Schichtgängerausbildung 2006 M. Hüning. Entwicklung der Leuchtstärke](https://reader031.vdokument.com/reader031/viewer/2022011719/55204d6949795902118bee45/html5/thumbnails/33.jpg)
Diagnoseblock + Quadrupoldoublett
Drahtscanner,BPM,2 Quadrupole(verfahrbar)
Photomultiplier
![Page 34: FLASH Schichtgängerausbildung 2006 M. Hüning. Entwicklung der Leuchtstärke](https://reader031.vdokument.com/reader031/viewer/2022011719/55204d6949795902118bee45/html5/thumbnails/34.jpg)
Spektrometer + Photondiagnose
![Page 35: FLASH Schichtgängerausbildung 2006 M. Hüning. Entwicklung der Leuchtstärke](https://reader031.vdokument.com/reader031/viewer/2022011719/55204d6949795902118bee45/html5/thumbnails/35.jpg)
Die Experimentierhalle
![Page 36: FLASH Schichtgängerausbildung 2006 M. Hüning. Entwicklung der Leuchtstärke](https://reader031.vdokument.com/reader031/viewer/2022011719/55204d6949795902118bee45/html5/thumbnails/36.jpg)
![Page 37: FLASH Schichtgängerausbildung 2006 M. Hüning. Entwicklung der Leuchtstärke](https://reader031.vdokument.com/reader031/viewer/2022011719/55204d6949795902118bee45/html5/thumbnails/37.jpg)
Und das ist der Fahrplan bis Mitte 2007.
Und ansonsten
guten Appetit !