Türk hızlandırıcı kompleksi projesi kapsamında sase ve osilatör modda serbest elektron lazerinin genel tasarımı
Loading...
Files
Date
2007
Authors
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Ankara Üniversitesi, Fizik Mühendisliği Anabilim Dalı
Abstract
Bu çalışmada, lineer hızlandırıcılara dayalı serbest elektron lazeri (SEL) üretimi için
optimizasyon çalışması yapılmıştır. Somut uygulama olarak Türk Hızlandırıcı
Merkezinde (THM) yer alması planlanan SEL demetleri için parametre optimizasyonu
yapılmış ve uygulama alanları tartışılmıştır.
Çalışmanın ilk bölümünde lineer hızlandırıcıların ana donanımları ve bu hızlandırıcılara
dayalı serbest elektron lazerinin fiziği, SEL modları ve optimizasyon için gerekli
koşullar sunulmuştur. Bu modlarda dünyada çalışan bazı laboratuvarların parametreleri
optimizasyon koşulları açısından test edilmiştir. Türk Hızlandırıcı Merkezinde yer
alması planlanan SEL demetleri için kendiliğinden genlik artımlı yayınım (SASE) ve
Osilatör modda tasarım geliştirilmiştir. SEL üretimi Türk hızlandırıcı Merkezi projesi
kapsamında linak-halka tipli elektron-pozitron çarpıştırıcısına dayanan phi (φ ) ve charm
(c) fabrikalarının lineer elektron hızlandırıcısına dayandırılmıştır. Bu parçacıkların
üretilmesi için gerekli elektron demet enerjileri sırasıyla 130 ve 1000 MeV olarak
seçilmiştir. Çarpıştırıcı modunda kullanılan linak parametrelerinin aynı zamanda SEL
modunda kullanılabilmesi için gerekli optimizasyon çalışmaları yapılmış ve hızlandırıcı
modüller arasına uygun sayıda paketçik sıkıştırıcısının yerleştirilmesi ile SEL üretimi
için gerekli elektron demet parametrelerinin elde edilebileceği gösterilmiştir. SASE SEL
optimizasyon çalışması CERN CLIC Sürücü Demeti içinde test edilmiş ve elde edilecek
SASE SEL’in CLIC*LHC dayalı SEL*Çekirdek çarpıştırıcısı için kullanılması
öngörülmüştür. 130 MeV için osilatör modda SEL optimizasyonu yapılarak gerekli
salındırıcı ve optik kavite parametreleri belirlenmiştir. Tez çalışmasında dünyadaki
uygulamalarda dikkate alınarak SASE ve Osilatör SEL için kullanım alanları detaylıca
irdelenmiştir.
In this study, optimization for free electron laser (FEL) production based on linear accelerator has been done. As a practical application for FEL beams which is planned to be placed at The Turkish Accelerator Complex (TAC) parameter optimization has been done and applications areas have been discussed. In the first section of this study, main equipments of linear accelerators and physics of free electron lasers based on this accelerator, FEL modes and the necessary conditions for optimization has been given. The parameters of some laboratories working on this mode in the world have been tested from the optimization condition point of view. Design for FEL beams which is planned to be placed in the center has been developed in the Self Amplified Spontaneous Emission (SASE) and oscillator mode. FEL production is based on the linear electron accelerator of TAC. In principal, TAC contains an electron-positron collider (particle factory). The electron beam energies for the particle factories (phi and charm) have been selected as 130 MeV and 1000 MeV, respectively. Necessary optimization studies have been done in order to be able to use the linac parameters in FEL mode which are actually used in collider mode; and it is shown that the required electron beam parameters for FEL production can be achieved by placing suitable number of bunch compressor among the accelerator modules. SASE FEL optimization study has been tested in the CERN CLIC drive beam and SASE FEL has been forseen to be used for CLIC*LHC based FEL*nucleus collider. Necessary undulator and optical cavity parameters have been determined after optimizing the FEL in oscillator mode for 130 MeV. In this thesis study, the application areas for oscillator FEL and SASE FEL has been examined in detail considering world wide applications of FELs.
In this study, optimization for free electron laser (FEL) production based on linear accelerator has been done. As a practical application for FEL beams which is planned to be placed at The Turkish Accelerator Complex (TAC) parameter optimization has been done and applications areas have been discussed. In the first section of this study, main equipments of linear accelerators and physics of free electron lasers based on this accelerator, FEL modes and the necessary conditions for optimization has been given. The parameters of some laboratories working on this mode in the world have been tested from the optimization condition point of view. Design for FEL beams which is planned to be placed in the center has been developed in the Self Amplified Spontaneous Emission (SASE) and oscillator mode. FEL production is based on the linear electron accelerator of TAC. In principal, TAC contains an electron-positron collider (particle factory). The electron beam energies for the particle factories (phi and charm) have been selected as 130 MeV and 1000 MeV, respectively. Necessary optimization studies have been done in order to be able to use the linac parameters in FEL mode which are actually used in collider mode; and it is shown that the required electron beam parameters for FEL production can be achieved by placing suitable number of bunch compressor among the accelerator modules. SASE FEL optimization study has been tested in the CERN CLIC drive beam and SASE FEL has been forseen to be used for CLIC*LHC based FEL*nucleus collider. Necessary undulator and optical cavity parameters have been determined after optimizing the FEL in oscillator mode for 130 MeV. In this thesis study, the application areas for oscillator FEL and SASE FEL has been examined in detail considering world wide applications of FELs.
Description
Keywords
TAC Project, THM Projesi, Free electron laser, Serbest elektron lazeri, Linac, Lineer hızlandırıcı, Oscillator FEL, Osilator SEL, SASE FEL, SASE SEL
Citation
Yiğit, Ş. (2007). Türk hızlandırıcı kompleksi projesi kapsamında sase ve osilatör modda serbest elektron lazerinin genel tasarımı. (Yayımlanmamış doktora tezi). Ankara : Ankara Üniversitesi, Fizik Mühendisliği Anabilim Dalı.