PhdThesis Lipka eng - Photo Injector Test Facility at DESY, Location ...

Hohlraumresonator werden die Elektronenpakete beschleunigt. Der Resonator
arbeitet im Ultrahochvakuum um eine hohe Quantenausbeute der Photokathode
zu gewährleisten, denn die Quanteneffizienz der benutzten Kathode
verringert sich bei Verunreinigungen [8]. Weiterhin minimiert das Vakuum
die Anzahl der Stoßprozesse der Elektronen mit Restgaspartikeln. Die Elektronenpakete
werden mit Hilfe von Magnetfeldern fokussiert. Ein Rohr folgt
dem Hohlraumresonator, in dem sich die beschleunigten Elektronen im Vakuum
durch die Diagnoseelemente bewegen. Die Diagnostik dient einerseits
der Messung der Eigenschaften der Elektronenpakete und andererseits der
Vermessung der Pulsform der Laserpulse.
Der Ursprung des bei PITZ benutzten rechtshändigen kartesischen Koordinatensystems
ist der Mittelpunkt der kreisförmigen Kathodenoberfläche.
Die positive z-Achse ist gerichtet in Elektronenstrahlrichtung. Die positive x-
Achse ist parallel zur Horizontalen und in Strahlrichtung gesehen nach links
gerichtet. Die positive y-Achse ist parallel zur Vertikalen nach oben gerichtet.
2.2 Zeitsteuerung
PITZ ist eine Elektronenquelle, die als Grundlage zur Beschleunigung der
Elektronen hochfrequente (HF) Felder benutzt. Unterschiedliche Komponenten
von PITZ müssen synchron ihre Funktion ausführen, um Elektronenpakete
mit kleinem Phasenraumvolumen zu erzeugen. Darum ist eine exakte
Zeitsteuerung der verschiedenen Hochfrequenzkomponenten notwendig. Die
jeweilige Komponente von PITZ erhält die synchrone Hochfrequenz, um mit
anderen Komponenten abgestimmt ihre Funktion auszuführen. Im besonderen
ist diese Steuerung für eine Messung mit hoher Zeitauflösung wichtig.
Dies spielt eine bedeutende Rolle bei der Messung der longitudinalen Verteilung
der Elektronenpakete bei PITZ.
Die für den Betrieb benötigten Frequenzen sind ganzzahlige Teiler oder
Vielfache einer Basisfrequenz. Die Basisfrequenz beträgt 9,027775 MHz. Damit
die Elektronenquelle an die supraleitenden Hohlraumresonatoren bei
TTF adaptiert werden kann, wird diese Basisfrequenz mit 144 multipliziert
um ca. 1,3 GHz zu erreichen, welches sowohl die Resonanzfrequenz des Hohlraumresonators
bei PITZ als auch bei TTF ist.
In einem Muttergenerator wird mit Hilfe eines Quarzoszillators die Basisfrequenz
erzeugt. Der Quarz wird auf einer konstanten Temperatur gehalten,
dadurch ergibt sich eine relative Genauigkeit der Frequenz von 10 −10 . Ein
spannungskontrollierter Oszillator (VCO) erhält ein Eingangssignal mit dieser
Frequenz. Die Frequenz des Ausgangssignales des VCO ist von der Spannungsamplitude
am Eingang abhängig und sollte die Frequenz von 1,3 GHz
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