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VUV-FEL InbetriebnahmePedro Castro
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Inhalt
1) Sie sind auf eine kurze (virtuelle) VUV-FEL-Tour eingeladen…
2) Strahlinbetriebnahme3) FEL-Inbetriebnahme4) Zeitplan
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Halle 3
VUV FEL
Experimentierhalle
BKR
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VUV-FEL(Vacuum UltraViolet-Free Electron Laser)
Andere Namen: TTF, TTF 2, TTF2, TTF II, TTF-II, TTF/VUV-FEL, TTF2/VUV-FEL, TTF-VUV FEL, VUV FEL, VUV, soft X FEL
Das Prinzip:
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Beschleunigerbereiche
ACC1 ACC2 ACC3 ACC4 ACC5RF-GUNBC2 BC3
Strahlrichtung
ACC6
BYPASS
UNDULATORACC7 FEL
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Koppler und ResonatorRF-GUNStrahlrichtung
Inbetriebgenommen in PITZ (Zeuthen)In Betrieb bei TTF für den Injektortest
„L-band“ Resonator (1.3 GHz)
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RF-GUNStrahlrichtung
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RF-GUNStrahlrichtung
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ACC1 ACC2 ACC3 ACC4 ACC5RF-GUNStrahlrichtung
Supraleitende Beschleunigermodule
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ACC1 ACC2 ACC3 ACC4 ACC5RF-GUNStrahlrichtung
Strahl
3,4,5 inbetriebgenommen Juni-Aug.20031,2 inbetriebgenommen März-Mai 2004
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ACC1 ACC2 ACC3 ACC4 ACC5RF-GUNBC2 BC3
Strahlrichtung
Bunchkompressoren
Strahl
Strahl
13,6 m
3,6 m
1,7 – 5,4 Grad
15 - 21 Grad
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ACC1 ACC2 ACC3 ACC4 ACC5RF-GUNBC2 BC3
Strahlrichtung
StrahlStrahl
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ACC1 ACC2 ACC3 ACC4 ACC5RF-GUNBC2 BC3
StrahlrichtungACC6
BYPASS
UNDULATORDUMP
COLLIMATOR
ACC7 SEED
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StrahlrichtungACC6
BYPASS
UNDULATORDUMP
COLLIMATOR
ACC7 SEED
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StrahlrichtungACC6 ACC7
ee
zz
3.66 m3.66 myy
RF RF ‘streak’‘streak’
“Intra-Beam Streak Camera”
transverse RF deflectortransverse RF deflector
(G. Loew, R. Larsen, O. Altenmueller)Messung der Bunchlänge mit LOLA Resonator
Strahl
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StrahlrichtungACC6
BYPASS
UNDULATOR
COLLIMATOR
ACC7 SEED
Strahl
Undulator
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StrahlrichtungACC6
BYPASS
UNDULATOR
COLLIMATOR
ACC7 SEED
Strahl
Strahl
FEL Undulator
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StrahlrichtungACC6
BYPASS
UNDULATOR
COLLIMATOR
ACC7 SEED FEL
Strahl
Strahl
FEL
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FEL Kammer
DipolsynchrotronstrahlungskammerSpiegelkammer (Dubna)
“Octopus”Detektor Unit F1
e- und FEL
e-
FEL
Photonenstrahldiagnose
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Experimentierhalle
Photonenstrahl
Photonenstrahl
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Strahlinbetriebnahme
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ACC1: HP Konditionierung des Resonators 7
ACC2,3: Wiederinbetriebnahme
ACC4,5: Wiederinbetriebnahme + Kryoverlustmessung
Klystron 3:
Klystron 5:
Klystron 4:ACC5:
• Dunkelstrommessung• HP Konditionierung des Resonators
6• Dunkelstrommessung• Messung der dynamischen Last 40
K
Supraleitende HF Aktivitäten
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Injektor:• Wiederinbetriebnahme der Strahldiagnosen• Messung der Emittanz und der Twiss-Parameter
Optikanpassung• Optimierung der Gun mit Hilfe Emittanzmessungen
(Fortsetzung)• ‘Velocity Bunching’ Studien (Fortsetzung)
ACC1RF-GUNBC2
Strahlrichtung
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Linac und Bypass:
• Einstellung der Gradienten und der Phasen von individuellen Resonatoren
• Inbetriebnahme der Strahldiagnosen• Strahlinbetriebnahme der Bunchkompressoren
ACC1 ACC2 ACC3 ACC4 ACC5RF-GUNBC2 BC3
StrahlrichtungACC6
BYPASSDUMP
ACC7
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Undulatorstrecke:• Einstellung der Kollimatoren• Messung der Emittanz und der Twiss-
Parameter Optikanpassung • ‘Beam-based Alignment’ in der
Undulatorsektion• Inbetriebnahme der Photondiagnosen mit
Hilfe der Undulatorstrahlung (spontan)
ACC1 ACC2 ACC3 ACC4 ACC5RF-GUNBC2 BC3
StrahlrichtungACC6 UNDULATOR
DUMP
COLLIMATOR
ACC7 SEED
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FEL-Inbetriebnahme
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Raumladungs-effekte
Undulator-länge zur Sättigung des FELs
Elektronenstrahlenergie
Photonenwellenlänge
30 nm
445 MeV
Elektronenstrahlenergie bei Inbetriebnahme
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ACC1 ACC2 ACC3 ACC4 ACC5RF-GUNBC2 BC3
ACC6
BYPASS
UNDULATORDUMP
COLLIMATOR
ACC7 SEED
Strahlrichtung
~5 MeV 130 MeV 380 MeV
445 MeV 30 nm
OFF
Entscheidung vom 11.12.02
• Linearoptik Poster in der LINAC-Konferenz• ‘s2e’ Simulationen TESLA-FEL-Note-2004-06
Elektronenstrahlenergie bei Inbetriebnahme
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Strategie der Strahlkompression• hoch Peakstrom am Kopf des Bunches (wie bei TTF1)
• bei TTF1 erprobt• fast unvermeidlich
(ohne der 3. harmonisches Resonator)
Pro:
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time/longitudinal position
(Simulation)Kompression bei TTF1
head
tail
tail
tailhead
head
head
tail
tailhead
0.5%
2%
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Strategie der Strahlkompression• hoch Peakstrom am Kopf des Bunches (wie bei TTF1)
• bei TTF1 erprobt• fast unvermeidlich
(ohne der 3. harmonisches Resonator)
• o.k. für 6 nm
Pro:• dies meisten Diagnosen
können keine Strukturen auflösen
Optimierung nur mit FEL-Strahlung möglich
Aufwendige Optimierung FEL-Reproduzierbarkeit
begrenzt
Contra:
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Strahlinbetriebnahme - Zusammenfassung
1. Strahl (Bypass)
• Wiederinbetriebnahme des Injektors• Einstellung der Resonatorphasen im ACC2-5• Einstellung der Bunchkompression• Einstellung der Optik und der Bahn• Inbetriebnahme der Strahldiagnosen
FEL 30 nm 1 Bunch
• Einstellung der Kollimatoren• Messung der Emittanz und Optikanpassung• ‘Beam-based alignment’ im Undulator• Inbetriebnahme der Photondiagnosen
Sättigung + 6-100 nm
• Inbetriebnahme der FEL-Diagnosen• FEL Studien, usw. • Herstellung der Maschinereproduzierbarkeit
3 Wochen
10 Wochen
8 Wochen
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erste Strahl FEL Sättigung(im Undulator)
Sep. 2004
Okt. Dez. Feb. 2005
3 Monaten 2 Monaten
Aug.1999 Feb.2000 Sep.2001
7 Monaten 19 MonatenTTF1
TTF2/VUV-FEL
Vom erstem Strahl bis zur FEL-Sättigung
![Page 34: VUV-FEL Inbetriebnahme Pedro Castro. Inhalt 1)Sie sind auf eine kurze (virtuelle) VUV-FEL-Tour eingeladen… 2)Strahlinbetriebnahme 3)FEL-Inbetriebnahme](https://reader036.vdocuments.mx/reader036/viewer/2022081520/55204d6349795902118b886b/html5/thumbnails/34.jpg)
Nachdem ersten FEL:• 8 Wochen für die Inbetriebnahme
der Photonenstrahldiagnosen (4 Wochen) und für FEL-Studien (4 Wochen)
• 9 Wochen für Nutzerexperimente
gut Zusammenarbeit HASYLAB – TTF Operation
Und danach?• FEL-Sättigung• FEL bei der kleinsten
Photonenwellenlänge• Betrieb mit langem Bunchzug
![Page 35: VUV-FEL Inbetriebnahme Pedro Castro. Inhalt 1)Sie sind auf eine kurze (virtuelle) VUV-FEL-Tour eingeladen… 2)Strahlinbetriebnahme 3)FEL-Inbetriebnahme](https://reader036.vdocuments.mx/reader036/viewer/2022081520/55204d6349795902118b886b/html5/thumbnails/35.jpg)
Herzlichen [email protected]