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Slide 1 Institut für Kern- und Hadronenphysik / Strahlungsquelle ELBE Eine magnetische Schikane als Option für den U27 Undulator Wozu? Welche Parameter?

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1 slide 1 Institut für Kern- und Hadronenphysik / Strahlungsquelle ELBE Eine magnetische Schikane als Option für den U27 Undulator Wozu? Welche Parameter? 1.Phasenanpassung 2.Gainverstärkung 3.Interne Compton-Rückstreuung 1.Räumliche Ausdehnung 2.Notwendige Feldstärke Synonyme: Optisches Klystron Dispersive Einheit

2 slide 2 Institut für Kern- und Hadronenphysik / Strahlungsquelle ELBE 2 Einheiten mit jeweiligen Endstücken Besonderheiten des U27 Endstücke D Bahn z x y D

3 slide 3 Institut für Kern- und Hadronenphysik / Strahlungsquelle ELBE Slippage in Driftstrecke: N D N D ist Maß für Wirkung der Driftstrecke Wechselwirkung zwischen Elektron und Welle F v x E x ~ cos( ) Ponderomotive Phase Elektronenbahn Ist (z) konstant (oder hat einen konstanten Anteil), so wird konstant Energie auf das Elektron oder die Welle übertragen! Ist die Resonanzbedingung erfüllt, so ist die ponderomotive Phase über den gesamten Undulator konstant. In der zweiten Undulatoreinheit muß die ponderomotive Phase den gleichen Wert haben wie in der ersten! Zwei Undulatoreinheiten

4 slide 4 Institut für Kern- und Hadronenphysik / Strahlungsquelle ELBE Experimentelle Verifikation und Computersimulation B y (z) wird gemessen (P.Gippner et al. in HH) Computersimulation mit GPT* * © Pulsar Physics, The Netherlands

5 slide 5 Institut für Kern- und Hadronenphysik / Strahlungsquelle ELBE Bei Änderung des Spaltparameters und damit des Undulatorparameter K rms muss die Driftstrecke D verändert werden, wobei die Relation einzuhalten ist. (Elektron wird in der Driftstrecke relativ zur Welle verzögert, damit es am Eingang der zweiten Undulatoreinheit auf die richtige Phase der Welle trifft.) verursacht durch Randfelder (unabhängig vom Spaltparameter) Zusammenfassung

6 slide 6 Institut für Kern- und Hadronenphysik / Strahlungsquelle ELBE Gesteuerte Verzögerung der Elektronen mit Hilfe einer Schikane Elektronen werden in der Driftstrecke durch Anlegen eines Magnetfeldes auf einen Umweg geschickt Phasenanpassung durch Steuerung der Magnetfeldstärke Umweg D a b Phasenkohärenz bei: bzw. Umweg U kann durch Änderung des Magnetfeldes kontinuierlich verändert werden Keine mechanische Bewegung nötig Vorteile B

7 slide 7 Institut für Kern- und Hadronenphysik / Strahlungsquelle ELBE Mögliche Varianten Gleiche bzw. doppelte Feldstärke Alle Pole mit gleicher Länge Elektronenbahn mit Neigungswinkel im Zentrum 4-Pole Schikane 3-Pole Schikane Gleiche Feldstärke, gleicher Strom Mittlerer Dipole mit doppelter Länge (alternativ doppelte Feldstärke) Elektronenbahn im Zentrum parallel zur Achse

8 slide 8 Institut für Kern- und Hadronenphysik / Strahlungsquelle ELBE Entwurf von P.Gippner Äquivalente Driftstrecke Gainverstärkung durch Mikrobunching Simulation mit GPT Platz für Flansch Vakuumkammer 21 cm 13 cm

9 slide 9 Institut für Kern- und Hadronenphysik / Strahlungsquelle ELBE Schikane für Compton-Rückstreuung Elektronenstrahl mit doppelter Wiederholrate Elektronenpuls trift in Resonatormitte auf zurücklaufenden IR Strahl Letztere wird in Richtung des e-Strahles gestreut, Strahlungsenergie wird um einen Faktor 4 2 erhöht. Strahlrichtung mit Winkel 5 – 8 mrad zur Resonatorachse möglich Dazu wird benötigt: B mT ( A*n) Halber Kammerquerschnitt horizontal mrad U27 resonator X-ray d i p o l e d i p o l e downstream mirror upstream mirror undulator x [ m m ] z [m] 5 mrad

10 slide 10 Institut für Kern- und Hadronenphysik / Strahlungsquelle ELBE Resümee Aufgaben einer Schikane Phasenanpassung Gainverstärkungung Compton-Rückstreuung

11 slide 11 Institut für Kern- und Hadronenphysik / Strahlungsquelle ELBE Anforderungen an die Genauigkeit des Magnetfeldes und die Strahlschärfe Elektronenenergie. Magnetfeld Simulation mit GPT


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