VUV-FEL Inbetriebnahme

Präsentation zum Thema: "VUV-FEL Inbetriebnahme"—  Präsentation transkript:

1 VUV-FEL Inbetriebnahme
Pedro Castro

2 Inhalt Sie sind auf eine kurze (virtuelle) VUV-FEL-Tour eingeladen…
Strahlinbetriebnahme FEL-Inbetriebnahme Zeitplan

3 BKR Halle 3 VUV FEL Experimentierhalle

4 (Vacuum UltraViolet-Free Electron Laser)
VUV-FEL (Vacuum UltraViolet-Free Electron Laser) Das Prinzip: 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

5 Beschleunigerbereiche
ACC1 ACC2 ACC3 ACC4 ACC5 RF-GUN BC2 BC3 Strahlrichtung ACC6 BYPASS UNDULATOR ACC7 FEL

6 Strahlrichtung Koppler und Resonator RF-GUN
„L-band“ Resonator (1.3 GHz) Inbetriebgenommen in PITZ (Zeuthen) In Betrieb bei TTF für den Injektortest

7 Strahlrichtung RF-GUN

8 Strahlrichtung RF-GUN

9 Supraleitende Beschleunigermodule
Strahlrichtung RF-GUN ACC1 ACC2 ACC3 ACC4 ACC5 Supraleitende Beschleunigermodule

10 Strahlrichtung Strahl RF-GUN ACC1 ACC2 ACC3 ACC4 ACC5
3,4,5 inbetriebgenommen Juni-Aug.2003 1,2 inbetriebgenommen März-Mai 2004

11 Bunchkompressoren Strahlrichtung Strahl Strahl BC2 BC3 RF-GUN ACC1
Grad Strahl 1,7 – 5,4 Grad 13,6 m

12 Strahlrichtung BC2 BC3 RF-GUN ACC1 ACC2 ACC3 ACC4 ACC5 Strahl Strahl

13 Strahlrichtung BC2 BC3 RF-GUN ACC1 ACC2 ACC3 ACC4 ACC5 BYPASS DUMP
UNDULATOR ACC6 ACC7 SEED COLLIMATOR

14 BYPASS Strahlrichtung DUMP UNDULATOR ACC6 ACC7 SEED COLLIMATOR

15 Messung der Bunchlänge mit LOLA Resonator
Strahlrichtung Messung der Bunchlänge mit LOLA Resonator ACC6 ACC7 (G. Loew, R. Larsen, O. Altenmueller) e- sz 3.66 m sy RF ‘streak’ “Intra-Beam Streak Camera” transverse RF deflector Strahl

16 Strahlrichtung Undulator Strahl BYPASS UNDULATOR ACC6 ACC7 SEED
COLLIMATOR Undulator Strahl

17 Strahlrichtung FEL Undulator Strahl Strahl BYPASS UNDULATOR ACC6 ACC7
SEED COLLIMATOR FEL Undulator Strahl Strahl

18 FEL FEL Strahlrichtung Strahl BYPASS UNDULATOR ACC6 ACC7 SEED
COLLIMATOR Strahl FEL

19 Dipolsynchrotronstrahlungskammer Spiegelkammer (Dubna)
Photonenstrahldiagnose Dipolsynchrotronstrahlungskammer Spiegelkammer (Dubna) FEL Kammer Detektor Unit F1 “Octopus” e- und FEL FEL e-

20 Experimentierhalle Photonenstrahl Photonenstrahl

21 Strahlinbetriebnahme

22 Supraleitende HF Aktivitäten
Klystron 3: ACC1: HP Konditionierung des Resonators 7 Klystron 5: ACC2,3: Wiederinbetriebnahme Klystron 4: ACC5: Dunkelstrommessung HP Konditionierung des Resonators 6 Messung der dynamischen Last 40 K ACC4,5: Wiederinbetriebnahme + Kryoverlustmessung

23 Injektor: Wiederinbetriebnahme der Strahldiagnosen
Strahlrichtung BC2 RF-GUN ACC1 Injektor: Wiederinbetriebnahme der Strahldiagnosen Messung der Emittanz und der Twiss-Parameter  Optikanpassung Optimierung der Gun mit Hilfe Emittanzmessungen (Fortsetzung) ‘Velocity Bunching’ Studien (Fortsetzung)

24 BC2 BC3 RF-GUN ACC1 ACC2 ACC3 ACC4 ACC5 BYPASS Strahlrichtung DUMP ACC6 ACC7 Linac und Bypass: Einstellung der Gradienten und der Phasen von individuellen Resonatoren Inbetriebnahme der Strahldiagnosen Strahlinbetriebnahme der Bunchkompressoren

25 Undulatorstrecke: Einstellung der Kollimatoren
BC2 BC3 RF-GUN ACC1 ACC2 ACC3 ACC4 ACC5 Strahlrichtung DUMP UNDULATOR ACC6 ACC7 SEED COLLIMATOR 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)

26 FEL-Inbetriebnahme

27 Elektronenstrahlenergie bei Inbetriebnahme
Undulator-länge zur Sättigung des FELs Raumladungs-effekte Elektronenstrahlenergie 445 MeV 30 nm Photonenwellenlänge

28 Elektronenstrahlenergie bei Inbetriebnahme
Linearoptik  Poster in der LINAC-Konferenz ‘s2e’ Simulationen  TESLA-FEL-Note Strahlrichtung BC2 BC3 RF-GUN ACC1 ACC2 ACC3 ACC4 ACC5 OFF ~5 MeV 130 MeV 380 MeV BYPASS DUMP UNDULATOR ACC6 ACC7 SEED COLLIMATOR 445 MeV  30 nm Entscheidung vom

29 Strategie der Strahlkompression
hoch Peakstrom am Kopf des Bunches (wie bei TTF1) Pro: bei TTF1 erprobt fast unvermeidlich (ohne der 3. harmonisches Resonator)

30 time/longitudinal position
Kompression bei TTF1 (Simulation) 0.5% tail head tail 2% head head tail tail head head tail time/longitudinal position

31 Strategie der Strahlkompression
hoch Peakstrom am Kopf des Bunches (wie bei TTF1) Pro: Contra: bei TTF1 erprobt fast unvermeidlich (ohne der 3. harmonisches Resonator) o.k. für 6 nm dies meisten Diagnosen können keine Strukturen auflösen Optimierung nur mit FEL-Strahlung möglich Aufwendige Optimierung FEL-Reproduzierbarkeit begrenzt

32 Strahlinbetriebnahme - Zusammenfassung
Wiederinbetriebnahme des Injektors Einstellung der Resonatorphasen im ACC2-5 Einstellung der Bunchkompression Einstellung der Optik und der Bahn Inbetriebnahme der Strahldiagnosen 1. Strahl (Bypass) 3 Wochen 10 Wochen 8 Wochen Einstellung der Kollimatoren Messung der Emittanz und Optikanpassung ‘Beam-based alignment’ im Undulator Inbetriebnahme der Photondiagnosen FEL 30 nm 1 Bunch Sättigung nm Inbetriebnahme der FEL-Diagnosen FEL Studien, usw. Herstellung der Maschinereproduzierbarkeit

33 Vom erstem Strahl bis zur FEL-Sättigung
TTF1 7 Monaten 19 Monaten Aug.1999 Feb.2000 Sep.2001 erste Strahl FEL Sättigung (im Undulator) Dez. Feb. 2005 Okt. Sep. 2004 TTF2/VUV-FEL 3 Monaten 2 Monaten

34 Nachdem ersten FEL: Und danach?
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

35 Herzlichen Dank!