Longitudinální stabilita svazku elektronů na EuXFEL a FLASH v DESY

Abstract

European X-ray Free-Electron Laser (EuXFEL) a Free-electron LASer in Hamburg (FLASH), nacházející se v DESY, poskytují extrémně krátké, koherentní světelné pulzy a nabízejí jedinečné možnosti vědeckého výzkumu pro pozorování hmoty na atomové a molekulární úrovni. Přesné načasování elektronových svazků, ve kterém hrají zásadní roli Bunch Arrival Monitory (BAMy), je pro jejich provoz důležité. V této práci byl analyzován vliv šumu optického spínače na přesnost algoritmu čtení BAM signálu a vliv podmínek prostředí na měření doby příletu svazku. Změny teploty a vlhkosti byly měřeny na urychlovačích EuXFEL a FLASH. Výsledek měření nabízí vhled do stability měření doby příletu svazku vůči změnám prostředí. Termoelektrický (TEC) regulátor teploty dokáže stabilizovat teplotu s přesností 0,001 K v BAMu. V této práci je také představen nový design pin headru pro TEC regulátor.

The European X-ray Free-Electron Laser (EuXFEL) and the Free-electron LASer in Hamburg (FLASH) located at the German Electron Synchrotron (DESY) provide extremely short, coherent, laser-like pulses, and offer unique scientific research opportunities for matter imagining at atomic and molecular levels. Precise timing control of electron bunches, in which Bunch Arrival Monitors (BAMs) play a vital role, is important for their operation. Influence of an optical switch noise on the precision of BAM signal readout algorithm was analysed in this project, together with influence of environmental conditions on bunch arrival time measurement. Temperature and humidity measurements were conducted at the EuXFEL and FLASH accelerators. Their results offer an insight into the bunch arrival time measurement stability against environmental conditions. The Thermo Electric Cooling (TEC) Temperature Controller can stabilize temperature with 0.001 K precision in the BAM. A new design of a TEC controller pin header is also presented in this project.