DELTA in Dortmund. TU Dortmund Campus. CHG- und THz-Erzeugung bei DELTA in Dortmund. Keine Sorge was in der Halle ist weiß kaum ein Student..

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1 DELTA in Dortmund CHG- und THz-Erzeugung bei DELTA in Dortmund Page 1 TU Dortmund Campus Keine Sorge was in der Halle ist weiß kaum ein Student.. Mensa Mathematik Physik Chemie Maschbau DELTA [1] Page 2

2 Grundriss Dortmunder ELekTronenspeicherring-Anlage Energie Umfang Strahlstrom 1,5 GeV 115,2 m 130 ma # Teilchenpakete 144 LINAC BoDo Hochfrequenz 500 MHz Speicherring Page 3 Grundriss Dortmunder ELekTronenspeicherring-Anlage Energie Umfang Strahlstrom 1,5 GeV 115,2 m 130 ma # Teilchenpakete 144 Hochfrequenz 500 MHz Los geht s! Page 4

3 LINAC Von Null auf 75 MeV Hochfrequenz: f = 2,99 GHz = 10 cm Page 5 Weitere Beschleunigung Nach der Beschleunigung im LINAC 75 MeV Page 6

4 Transfer in den Speicherring Beschleuningung abgeschlossen 1500 MeV Page 7 Blick in die Halle DELTA und BoDo Innenraum Page 8

5 DELTA-Cavity zur Beschleunigung DELTA HF-Sender Leistungssender Cavity Zirkulator Absorber Steuerschrank Page 9 Magnete zur Strahlführung DELTA-Magnete Page 10

6 Insertion Devices Als Lichtquelle Energie Umfang Strahlstrom 1,5 GeV 115,2 m 130 ma # Teilchenpakete 144 U250 Hochfrequenz 500 MHz U55 SAW Page 11 U250 Elektromagnetischer Undulator U250 U55 SAW Page 12

7 U55 Undulator aus Permanentmagneten U250 U55 SAW Page 13 SAW Supraleitender Wiggler (starker Undulator) U250 U55 SAW Page 14

8 Schichtplan und Betrieb Wann wird was wie gemacht? Übliches Muster: 1 Woche BP (Maschinenphysik), 2 Userwochen, 1 Woche Shutdown Wochenende: Shutdown > Jeden Freitag Hardware aus, jeden Montag ein Sommershutdown, Wintershutdown, Shutdown in Wochen mit Feiertagen BP: Experimente mit dem Beschleuniger Kalibration und Tests an der Maschine Usersettings vorbereiten Userbetrieb: Maschine bis 130 ma füllen das wars (wenn alles funktioniert) Nachtschichten Hilfskräfte Page 15 Betriebsablauf Wie sieht eine (optimale) Userwoche aus? Mo, 08:00 Uhr: Einschalten beginnt, im Kontrollraum und Schaltschränke in der Maschine > i.d.r. Techniker, selten Wissenschaftler Mo, 09:30 Uhr: SAW wird gefüllt, verschiedene kleinere Aufgaben in der Maschine werden erledigt Mo, 11:30 Uhr: Geräte sind eingeschaltet, Injektion wird gestartet Mo, 12:30 Uhr: Maschine ist voll, Beamshutterfreigabe kann erteilt werden Di - Do, 7 & 20 Uhr: Maschine bis 130 ma füllen Fr, 14:00 Uhr: Userbetrieb geht zu Ende, AG Khan übernimmt Fr, 23:00 Uhr: AG Khan schaltet DELTA, d.h. Netzgeräte, Klystrone, Steuerschränke, ab Page 16

9 Coherent Harmonic Generation Kurze Pulse und kurze Wellenlängen Radioaktive Strahlung Licht Mikrowellen Wellenlänge [m] Frequenz [Hz] Röntgenstrahlung Radiowellen Page 17 Coherent Harmonic Generation Kurze Pulse und kurze Wellenlängen Radioaktive Strahlung Licht Mikrowellen Wellenlänge [m] Frequenz [Hz] Röntgenstrahlung Radiowellen Seedlaser Undulator Schikane Undulator CHG-Strahlung Elektronenstrahl Rel. Dichte Rel. Dichte Rel. Dichte t/fs t/fs Page 18

10 Coherent Harmonic Generation Kurze Pulse und kurze Wellenlängen Radioaktive Strahlung Licht Mikrowellen Wellenlänge [m] Frequenz [Hz] Röntgenstrahlung Radiowellen Seedlaser Undulator Schikane Undulator CHG-Strahlung Elektronenstrahl Rel. Dichte Rel. Dichte Rel. Dichte t/fs t/fs Page 19 Kurzpulsquelle bei DELTA Kurze Pulse und kurze Wellenlängen Titan:Saphir-Laser Laserlabor Wellenlänge 800 nm Pulselänge 40 fs Pulsenergie 8 mj Diagnosehütte Wiederholrate 1 khz Teleskoplabor THz-Hütte U250 Anrege-Abfrage-Beamline Page 20

11 Kurzpulsquelle bei DELTA Kurze Pulse und kurze Wellenlängen Page 21 Spektrum elektromagnetischer Strahlung Wellenlänge [m] Frequenz [Hz] Schottky-Diode 50 GHz bis 1,2 THz InSb-Bolometer 60 GHz bis 0,5 THz Si-Bolometer 0,3 THz bis 11 THz Page 22

12 Elektrooptische Fernfeld-Messungen Longitudinale Strahldiagnose bei CHG-Experimenten Laser EO-Kristall Photodiode Wellenplatten Page 23 Elektrooptische Fernfeld-Messungen Longitudinale Strahldiagnose bei CHG-Experimenten Laser EO-Kristall Photodiode Wellenplatten y Polarisation: Linear In einer Ebene x Page 24

13 Elektrooptische Fernfeld-Messungen Longitudinale Strahldiagnose bei CHG-Experimenten Laser EO-Kristall Photodiode Wellenplatten y Polarisation: Linear, gedreht Stärke der Drehung = Stärke der THz- Strahlung x Page 25 Elektrooptische Fernfeld-Messungen Longitudinale Strahldiagnose bei CHG-Experimenten Laser EO-Kristall Photodiode Wellenplatten y Polarisation: Linear, gedreht Stärke der Drehung = Stärke der THz- Strahlung x Page 26

14 Elektrooptische Fernfeld-Messungen Longitudinale Strahldiagnose bei CHG-Experimenten Laser EO-Kristall Photodiode Wellenplatten y Polarisation: Linear, gedreht Stärke der Drehung = Stärke der THz- Strahlung x Page 27 Elektrooptische Fernfeld-Messungen Longitudinale Strahldiagnose bei CHG-Experimenten Photodiode Laserstrahlung Wellenplatten Page 28

15 Literaturangaben [1] GOOGLE MAPS, (2017). Map of TU Dortmund University Campus. aufgerufen am J. Friedl, Technische Universität Dortmund, private Mitteilung (2017). [3] M. Tolan, TU Dortmund. R. Niemczyk, Konstruktion eines Aufbaus für elektrooptische Fernfeld-Messungen an der Terahertz-Strahllinie bei DELTA, Masterarbeit, Technische Universität Dortmund (2016). Page 29