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
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
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
Transfer in den Speicherring Beschleuningung abgeschlossen 1500 MeV Page 7 Blick in die Halle DELTA und BoDo Innenraum Page 8
DELTA-Cavity zur Beschleunigung DELTA HF-Sender Leistungssender Cavity Zirkulator Absorber Steuerschrank Page 9 Magnete zur Strahlführung DELTA-Magnete Page 10
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
U55 Undulator aus Permanentmagneten U250 U55 SAW Page 13 SAW Supraleitender Wiggler (starker Undulator) U250 U55 SAW Page 14
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
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 0 1 2 0 1 2 Rel. Dichte t/fs -80 0 80 t/fs -80 0 80 Page 18
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 0 1 2 0 1 2 Rel. Dichte t/fs -80 0 80 t/fs -80 0 80 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
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
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
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
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
Literaturangaben [1] GOOGLE MAPS, (2017). Map of TU Dortmund University Campus. https://www.google.de/maps/@51.4927228,7.398284,977a,35y,90h,39.15t/data=!3m1!1e3, aufgerufen am 30.10.2017 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