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Echtzeitspektroskopie von Ferninfrarotstrahlung zur Strahldiagnose an Linearbeschleunigern

  • Bernhard Schmidt

    Der Autor arbeitet am Forschungszentrum DESY in Hamburg an der Entwicklung spezieller Messverfahren im Bereich der Strahldiagnostik für Freie-Elektronen-Laser.

    DESY, Notkestraße 85, D-22607 Hamburg, Germany,Tel.: +49-40-8998-4943, Fax: +49-40-8998-3094

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    und Stephan Wesch

    Der Autor arbeitet am Helmholtz-Zentrum Berlin für Materialien und Energie GmbH an der Entwicklung der Elektronenstrahldiagnose und der Inbetriebnahme des künftigen Testbeschleunigers BERLinPro.

    HZB, Albert-Einstein-Str. 15, D-12489 Berlin, Germany,Tel.: +49-30-8062-14733

Veröffentlicht/Copyright: 28. Februar 2014

Zusammenfassung

Freie-Elektronen-Laser für den Röntgenbereich, in denen ein hochenergetischer Elektronenstrahl als Lasermedium dient, erfordern Strahlparameter weit jenseits denen herkömmlicher Beschleunigeranlagen. Von zentraler Bedeutung ist hierbei die Länge der relativistisch beschleunigten Elektronenpakete („bunche“), die in speziellen Magnetanordnungen auf deutlich unter 100 μm komprimiert werden. Dabei werden für einige 100 fs Spitzenströme im kA-Bereich erzeugt. Durch diverse Prozesse kann die Abstrahlung von breitbandiger Infrarotstrahlung im Millimeter- bis Mikrometerbereich erzwungen werden. Die Intensität und die spektrale Zusammensetzung dieser Strahlung geben Auskunft über das Stromprofil der Elektronenpakete. In den letzten Jahren wurden erhebliche Fortschritte erzielt, diese Strahlung spektral aufgelöst zu messen und somit leistungsfähige Methoden zur Überwachung des Beschleunigungs- und Kompressionsprozesses bereitzustellen.

Abstract

X-ray Free-Electron Lasers, driven by high-energy electron linear accelerators, require beam parameters beyond those of conventional machines. Of critical importance is the length of the accelerated electron packets („bunches“) which are compressed by special magnet sequences to well below 100 μm, resulting in peak currents of several kA. Monitoring and control of the longitudinal current distribution is one of the key challenges at these machines. Different phenomena lead to the emission of broad-band infrared radiation in the millimeter to micrometer regime whose intensity and spectral composition indirectly reveals the longitudinal current profile of the radiating bunches. During the past years, substantial progress has been made to develop powerful methods to measure and spectroscopically resolve this radiation in a way that on-line monitoring of the acceleration and compression process became possible.

Über die Autoren

Bernhard Schmidt

Der Autor arbeitet am Forschungszentrum DESY in Hamburg an der Entwicklung spezieller Messverfahren im Bereich der Strahldiagnostik für Freie-Elektronen-Laser.

DESY, Notkestraße 85, D-22607 Hamburg, Germany,Tel.: +49-40-8998-4943, Fax: +49-40-8998-3094

Stephan Wesch

Der Autor arbeitet am Helmholtz-Zentrum Berlin für Materialien und Energie GmbH an der Entwicklung der Elektronenstrahldiagnose und der Inbetriebnahme des künftigen Testbeschleunigers BERLinPro.

HZB, Albert-Einstein-Str. 15, D-12489 Berlin, Germany,Tel.: +49-30-8062-14733

Erhalten: 2013-11-22
Angenommen: 2014-1-6
Online erschienen: 2014-2-28
Erschienen im Druck: 2014-3-28

©2014 Walter de Gruyter Berlin/Boston

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