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

Kathode und erzeugen Photoelektronen. Das für den Photoeffekt genutzte
Kathodenmaterial ist Cäsiumtellurid (Ce 2 Te), weil es eine hohe Quantenausbeute
mit relativ langer Lebensdauer besitzt und hohe Stromdichten der
Elektronenpakete erlaubt [9, 10]. Das Trägermaterial ist Molybdän, auf dem
Tellur und Cäsium aufgedampft werden. Die Dicke der Schicht nach der Bedampfung
ist ca. 25 nm [8]. Die Trägeroberfläche wird vor der Bedampfung
poliert. Die Herstellung erfolgt in einer Vakuumkammer bei Drücken im Bereich
des Ultrahochvakuums.
Der Vakuumbehälter, in dem sich mehrere Kathoden befinden, wird an
das Vakuumsystem des Photoinjektors angeflanscht. Die jeweils ausgewählte
Kathode wird mit Hilfe von Manipulatoren über ein Vakuumsystem in den
Hohlraumresonator eingeführt.
2.5 Hochleistungs-Hochfrequenzsystem
Für die Beschleunigung der Elektronen auf einen Impuls von einigen MeV/c
ist ein elektrisches Feld mit hoher Feldamplitude notwendig. Die Beschleunigung
erfolgt mit einer stehenden elektrischen Welle mit einer Frequenz von
1,3 GHz. Um eine hohe Feldamplitude im Resonator zu erreichen, wird eine
hohe Spitzenleistung von einigen Megawatt benötigt. Eine hohe mittlere
Leistung ist notwendig, damit die zeitliche Dauer des elektrischen Feldes mindestens
gleich der eingestellten Pulszuglänge der Laserpulse ist. Dazu wird
die Amplitude des 1,3 GHz Wechselfeldes, welches mit dem Muttergenerator
und dem VCO generiert wird, mit Hilfe eines Klystrons verstärkt.
Das Wechselfeld wird in Hohlraumresonatoren mit fünf Zellen (Klystronröhre)
eingespeist. Die Frequenz von 1,3 GHz ist zur Ausgangsfrequenz des
VCO um eine einstellbare Phase versetzt, d. h. die Phase des Emissionszeitpunktes
im Injektor kann eingestellt werden. An einer thermischen Kathode
der Klystronröhre liegt weiterhin eine Spannung von 120 kV an, so dass
Elektronen zur Anode beschleunigt werden. Entsprechend ihrer zeitlichen
Position zum hochfrequenten Feld werden Elektronen in der Klystronröhre
beschleunigt oder abgebremst, d. h. ihre Geschwindigkeit wird so moduliert,
dass sich Elektronenpakete bilden. Diese erzeugen beim Durchqueren der
Klystronröhre zusätzliche elektromagnetische Felder. Diese Felder werden am
Ende der Beschleunigungsstrecke ausgekoppelt und sind das Ausgangssignal
dieses Systems. So wird die eingespeiste Hochfrequenz bis zu einer Spitzenleistung
von 5 MW verstärkt. Die Elektronen treffen am Ende des Klystrons
auf einen wassergekühlten Absorber. In Tabelle 2.1 sind einige Parameter des
Klystrons zusammengefasst.
Das hochfrequente elektromagnetische Feld wird durch Hohlwellenleiter
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