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Dissertation

Autor(en): Thomas Knuth
Titel: Auslegung, Entwicklung und Inbetriebnahme eines longitudinalen und transversalen Feedbacksystems zur Dämpfung gekoppelter Teilchenpaket-Instabilitäten im BESSY-II-Speicherring
Gutachter: Eberhard Jaeschke; K. Wille; Thomas Lohse
Erscheinungsdatum: 25.07.2000
Volltext: pdf (urn:nbn:de:kobv:11-10014710)
ps (urn:nbn:de:kobv:11-10014728)
Fachgebiet(e): Physik
Schlagwörter (ger): Instabilität, Elektronenspeicherring, Hochfrequenz, Rückkoppelsystem, Resonator
Schlagwörter (eng): instability, electron storage ring, high frequency, feedback, resonator
Einrichtung: Humboldt-Universität zu Berlin, Mathematisch-Naturwissenschaftliche Fakultät I
Zitationshinweis: Knuth, Thomas: Auslegung, Entwicklung und Inbetriebnahme eines longitudinalen und transversalen Feedbacksystems zur Dämpfung gekoppelter Teilchenpaket-Instabilitäten im BESSY-II-Speicherring; Dissertation, Humboldt-Universität zu Berlin, Mathematisch-Naturwissenschaftliche Fakultät I , publiziert am 25.07.2000, urn:nbn:de:kobv:11-10014728
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Abstract (ger):
Das Auftreten kohärenter Schwingungen gekoppelter Teilchenpakete führt in modernen Elektronenspeicherringanlagen zu einer wesentlichen Beeinträchtigung ihrer Leistungsfähigkeit als Synchrotronstrahlungsquelle. Diese Instabilitäten können in longitudinaler und transversaler Richtung auftreten und führen neben der Verminderung der Brillanz des Synchrotronlichts im ungünstigsten Fall zum Strahlverlust. Das wirkungsvollste Instrument zur Beherrschung der Instabilitäten ist ein Rückkoppelsystem (Feedbacksystem), welches die angeregten Schwingungsamplituden detektiert und dämpft. Diese Arbeit beschäftigt sich mit der Auslegung, der Entwicklung und der Inbetriebnahme zweier von ihrem Aufbau her völlig unterschiedlicher Systeme zur Korrektur von longitudinalen Synchrotronschwingungen und transversalen Betatronschwingungen. Dabei schließt das transversale Feedbacksystem sowohl die horizontale als auch die vertikale Strahlachse ein. Beide Systeme beschränken sich nicht auf die Dämpfung bestimmter Schwingungsmoden, sondern sind so ausgelegt worden, daß alle Teilchenpakete unabhängig voneinander stabilisiert werden. Innerhalb von zwei Jahren konnten alle relevanten Komponenten entwickelt, gebaut und in Betrieb genommen werden. Im Rahmen dieser Arbeit wird auf den Aufbau und die Funktionsweise wichtiger Systembausteine eingegangen und der Prozeß der Inbetriebnahme der Feedbacksysteme erläutert. Meßresultate belegen die Effizienz beider Systeme, die im Nutzerbetrieb kontinuierlich zur Dämpfung von Instabilitäten bei Strömen bis zu 220 mA eingesetzt werden. Der durch die Inbetriebnahme der Rückkoppelsysteme gewonnene Nutzen für die Experimentatoren konnte im Rahmen dieser Arbeit nachgewiesen werden. Damit verfügt BESSY-II über leistungsfähige Feedbacksysteme, die kohärente Schwingungen aller Phasenraumkoordinaten dämpfen und damit die Anforderungen an die Quellgröße einer Synchrotronstrahlungsquelle der 3. Generation gewährleisten.
Abstract (eng):
The appearance of coherent coupled bunch oscillations in modern electron storage rings contributes to a significant reduction of the performance as a synchrotron light source. These instabilities occur in longitudinal as well as in transversal directions and lead to a reduction of brilliance and in the worst case to beam loss. The most effective tool for controlling the instabilities is a feedback system, which detects and damps the excited oscillation amplitudes. This thesis describes the development, installation and commissioning of two completely different systems for damping of longitudinal synchrotron oscillations and transversal betatron oscillations. The transverse feedback system incorporates the horizontal as well as the vertical beam direction. Both systems are not restricted to damping certain modes of oscillation, but have been designed for the independent stabilization of all bunches separately. All components have been designed, built and commissioned within two years. In the scope of this thesis the development and the functionality of important components will be explained and the process of commissioning will be described. Measurements emphasize the efficiency of both systems, which are being used continuously for damping instabilities during user operation up to currents of 220 mA. In the scope of this thesis the improved experimental conditions for the user of the synchrotron light could be shown. Consequently, BESSY II possesses two efficient feedback systems which damp coherent oscillations of all phase space coordinates and guarantee the requirements to the source size of a 3rd generation light source.
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Generiert am 31.10.2014, 16:12:16