Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Enhanced European Coordination of Accelerator Research and Development - EuCARD² : Global and Local Impact

Romaniuk R. S.

International Journal of Electronics and Telecommunications

|

2016

|

Vol. 62, No. 1

97--104

EN

Wide scale, European, infrastructural research projects on accelerator science and technology are under realization since 2003. CARE project was realized during the period 2003/4-2008, and next EuCARD during 2009-2013. Now during 2014-2017 there is successfully continued EuCARD² - Enhanced European Coordination of Accelerator R&D. European accelerator R&D community prepares next continuation of the EuCARD inside the Horizon 2020. The paper presents the work developments of EuCARD. Several institutions from Poland are participating in EuCARD: NCNR in Świerk, IChTJ, technical Universites in Łódź, Wrocław and Warsaw. Realization of the project during the last 12 years gave numerable and valuable results combined with essential modernization of the European research infrastructures. From the point of view of domestic interests, where we do not have large research infrastructures, the considerable benefits are associated with the participation of young researchers from Poland - engineers and physicists, in building of the top research infrastructures. Due to such participation, high technologies are developed in several centres in the country. The EuCARD project organizes annual meetings summarizing periodically the R&D advances. The EuCARD AM2015 was held in Barcelona in April.

2

Źródła światła piątej generacji

Romaniuk R. S.

Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania

|

2016

|

Vol. 57, nr 4

42--50

PL

Źródła światła koherentnego są jednym z podstawowych narzędzi badawczych w biologii, technice i innych dziedzinach. Synchrotronowe źródło światła składa się z kilku podstawowych części: źródła energii którym jest akcelerator wiązki elektronowej, konwertera wiązka elektronowa – wiązka fotonowa którym jest undulator, oraz fotonowych linii użytkowych. Każda z tych części osobno jest skomplikowanym urządzeniem podlegającym obecnie szybkiemu rozwojowi technologicznemu. Przyszłościowe źródła światła piątej generacji bazują na zupełnie nowych rozwiązaniach wszystkich tych części podstawowych, w porównaniu ze źródłami poprzednich generacji. Źródłem energii jest nowej generacji miniaturowy akcelerator laserowo-plazmowy o polu elektrycznym rzędu setek GV/m. Miniaturowy undulator testowany jest w technologii MEMS z nowych materiałów. Klasyczne próżniowe i trudne do sterowania linie eksperymentalne i rozprowadzanie wiązki światła zmieniają swoje znaczenie w przypadku dostępności miniaturowych undulatorów umieszczonych tuż przy lub wewnątrz indywidualnej stacji eksperymentalnej. Po wstępie dotyczącym źródeł światła poprzednich generacji, artykuł pokazuje bieżące kierunki badawcze nad wymienionymi częściami składowymi źródeł światła piątej generacji. W niektórych przypadkach jest to kontynuacja i modernizacja poprzednich technologii, w większości jest to odważna próba zastosowania zupełnie nowych technologii jak akceleracji laserowo-plazmowej.

EN

Coherent light sources are one of the most fundamental research tools in biology, technology and in other areas. Synchrotron light source consists of a few basic parts: energy source – which is an electron beam accelerator, energy converter between electron and photon beams – which is an undulator, and photon user experimental lines. Each of these parts is separately a complex system, which is currently a subject to fast technological development. Future light sources of the fifth generation are based on completely new solutions of these fundamental parts, in comparison with the sources of the previous generations. Energy source is a new generation laser – plasma accelerator with electrical field in the area of multiple GV/m. A miniature undulator is tested in the MEMS technology from new materials. Classical light beam lines, vacuum, and difficult for management and beam distribution, change their meaning in the case of availability of miniature undulators positioned immediately at or even inside the experimental stations. After an introduction concerning the light sources of the previous generations, the article shows current research efforts on the mentioned key components of the fifth generation light sources. In some cases this is a continuation and modernization of the previous technologies, in the majority it is a brave endeavour to apply completely new technologies, like laser – plasma acceleration.

3

LCLS - Large Laser Infrastructure Development and Local Implications

Romaniuk R. S.

International Journal of Electronics and Telecommunications

|

2014

|

Vol. 60, No. 2

187-192

EN

The most powerful now in the world, American X-ray laser LCLS (Linac Coherent Light Source), has been working as a research and user facility since 2009. It is further developed to LCLS II machine at the Stanford National Accelerator Laboratory SLAC in Menlo Park CA. In a certain sense, LCLS II is a response to the EXFEL machine and a logical extension of LCLS. All these machines are light sources of the fifth generation. EXFEL is expected to open user facility in 2016, at a cost of over 1 mld Euro. LCLS II, which design started in 2010, will be operational in 2017. The lasers LCLS, LCLS II and EXFEL use SASE and SEED methods to generate light and are powered by electron linacs, LCLS by a warm one, and EXFEL by a cold one. The linacs have energies approaching 20 GeV, and are around 2 - 3 km in length. EXFEL linac uses SRF TESLA microwave cavity technology at 1,3 GHz. A prototype of EXFEL was FLASH laser. SLAC Laboratory uses effectively over 50 years experience in research, building and exploitation of linear electron accelerators. In 2009, a part of the largest 3 km SLAC linac was used to build the LCLS machine. For the LCLS II machine a new infrastructure is build for two new laser beams and a number of experimental stations. A number of experts and young researchers from Poland participate in the design, construction and research of the biggest world linear and elliptical accelerators and FEL lasers like LCLS (Stanford), EXFEL (DESY) and CEBAF (JLab), and a few more. The paper concentrates on the development state-of-the-art of large laser infrastructure and its global and local impact, in the competitive world of R&D. LCLS infrastructure implications in Poland are considered.

4

Lasery rentgenowskie LCLS i LCLS II : SLAC

Romaniuk R. S.

Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania

|

2013

|

Vol. 54, nr 5

66-69

PL

Najpotężniejszy obecnie na świecie, Amerykański Laser Rentgenowski LCLS (Liniac Coherent Ligt Source), czyli liniakowe koherentne źródło światła, działa od roku 2009, jako urządzenie badawcze i użytkowe, i jest dalej rozwijane do postaci LCLS II na terenie narodowego Amerykańskiego laboratorium SLAC przy uniwersytecie Stanforda, zlokalizowanego w miejscowości Menlo Park w Kalifornii. W pewnym sensie LCLS II jest odpowiedzią na budowę maszyny EXFEL. Jest to źródło światła piątej generacji. Przewiduje się uruchomienie EXFEL w latach 2015/16, kosztem znacznie ponad 1 mid Euro. LCLS II, którego projekt rozpoczął się w 2010, będzie uruchomiony w roku 2017. Lasery LCLS, LCLS II oraz EXFEL, wykorzystują metody SASE oraz SEED do generacji światła, i są zasilane liniakami elektronowymi, LCLS ciepłym a EXFEL zimnym, o energii kilkanaście GeV i długości ponad 2 km. Liniak EXFEL wykorzystuje technologię nadprzewodzącą SRF TESLA o częstotliwości 1,3 GHz. Prototypem maszyny EXFEL jest laser FLASH. Laboratorium SLAC korzysta z ponad 50-letniego doświadczenia budowy i eksploatacji liniowych akceleratorów elektronowych. W roku 2009 fragment największego, 3 km elektronowego akceleratora liniowego SLAC został wykorzystany do budowy maszyny LCLS. Dla maszyny LCLS II budowana jest nowa infrastruktura dla dwóch nowych wiązek laserowych. W badaniach i budowie największych światowych akceleratorów liniowych i pierścieniowych oraz laserów FEL takich jak LCLS (Stanford), EXFEL (DESY) i CEBAF (JLab) biorą udział specjaliści i młodzi uczeni z Polski.

EN

The most powerful now in the world, American X-ray laser LCLS (Linac Coherent Light Source), has been working as a research and user facility since 2009. It is further developed to LCLSII machine at the Stanford National Accelerator Laboratory SLAC in Menlo Park CA. In a certain sense, LCLS is a response to the EXFEL machine and a logical extension of LCLS. All these machines are light sources of the fifth generation. EXFE-Lis expected to open user facility in 2016, at a cost of over 1 bil Euro. LCLS II, which design started in 2010, will be operational in 2017. The lasers LCLS, LCLS II and EXFEL use SASE and SEED methods to generate light and are powered by electron liniacs, LCLS by a wrm one, and EXFEL by a cold one. The liniacs have energies approaching 20 GeV, and are around 2 - 3 km in length. EXFEL liniac uses SRF TESLA cavity technology at 1,3GHz. A prototype of EXFEL was FLASH laser. SLAC Laboratory uses effectively over 50-years experience in research, building and exploitation of linear electron accelerators. In 2009, a part of the largest 3 km SLAC liniac was used to build the LCLS machine. For the LCLS II machine a new infrastructure is build for two new laser beams and a number of experimental stations. A number of experts and young researchers from Poland participate in the design, construction and research of the biggest world linear and elliptical accelerators and FEL lasers like LCLS (Stanford), EXFEL (DESY) and CEBAF (JLab), and a few more.

5

Europejski laser rentgenowski

Romaniuk R. S.

Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania

|

2013

|

Vol. 54, nr 4

149-154

PL

Europejski Laser Rentgenowski EXFEL jest budowany na terenie laboratorium Niemieckiego Synchrotronu Elektronowego DESY w Hamburgu. Przewiduje się jego uruchomienie w latach 2015/16, kosztem ponad 1 mld Euro. Laser, wykorzystujący metodę SASE, zasilany jest liniakiem elektronowym o energii 17,5 GeV i długości ponad 2 km. Liniak wykorzystuje technologię nadprzewodzącą SRF TESLA o częstotliwości 1,3 GHz. Prototypem maszyny EXFEL jest laser FLASH (o długości ok. 200 m), gdzie sprawdzono "proof of principle" i technologie transferowane do większej maszyny. Projekt rozpoczęto w latach dziewięćdziesiątych budową w DESY laboratorium TTF – Tesla Test Facility. Laser EXFEL jest pokłosiem większego (obecnie zarzuconego w Niemczech a podjętego przez środowisko międzynarodowe w postaci projektu ILC) projektu budowy wielkiego zderzacza teraelektronowoltowego TESLA. W budowie i badaniach laserów FLASH i EXFEL biorą udział specjaliści i młodzi uczeni z Polski.

EN

European X-Ray FEL - free electron laser is under construction in DESY Hamburg. It is scheduled to be operational at 2015/16 at a cost more than 1 billion Euro. The laser uses SASE method to generate x-ray light. It is propelled by an electron linac of 17,5 GeV energy and more than 2 km in length. The linac uses superconducting SRF TESLA technology working at 1,3 GHz in freguency. The prototype of EXFEL is FLASH Laser (200 m in length), where the "proof of principle" was checked, and from the technologies were transferred to the bigger machine. The project was started in the nineties by building a TTF Laboratory -Tesla Test Facility. The EXFEL laser is a child of a much bigger teraelectronovolt collider project TESLA (now abandoned in Germany but undertaken by international community in a form the ILC). A number of experts and young researchers from Poland participate in the design, construction and research of the FLASH and EXFEL lasers.

6

Fizyka fotonu i badania plazmy : Wilga 2012

Romaniuk R. S.

Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania

|

2012

|

Vol. 53, nr 9

170-176

PL

Artykuł jest trzecią częścią z kilku dokonującą przeglądu prac Jubileuszowego XXX Sympozjum Wilga 2012 Fotonika i Inż Fotonika i Inżynieria Internetu, dotyczącą fizyki fotonu i badań plazmy. Przedstawiono wybór prac prowadzonych przez młodych uczonych w różnych krajowych ośrodkach naukowych. Tematyka Sympozjum Wilga 2012 obejmowała: nanomateriały i nanotechnologie dla fotoniki, światłowody czujnikowe i nieliniowe, obiektowo zorientowane projektowanie sprzętu, metrologia fotoniczna, zastosowania optoelektroniki i fotoniki, łączne projektowanie fotoniki i elektroniki, systemy optoelektoniczne i fotoniczne dla astronomii, techniki kosmicznej i eksperymentów fizyki wysokich energii, systemy pomiarowe dla tokamaka JET, eksperyment Pi-of-the-sky, eksperymenty CMS i TOTEM. Sympozjum Wilga jest corocznym podsumowaniem rozwoju licznych prac doktorskich prowadzonych w tej tematyce w kraju.

EN

This paper is the third part (out of several) of the research survey of the Jubilee XXXth edition of WILGA Symposium on Photonics and Web Engineering, concerned with photon physics and plasma research. It presents a digest of chosen technical work results shown by young researchers from different technical universities from this country during the Jubilee XXXth SPIE-IEEE Wilga 2012 symposium on Photonics and Web Engineering. Topical tracks of the symposium embraced, among others, nanomaterials and nanotechnologies for photonics, sensory and nonlinear optical fibers, object oriented design of hardware, photonic metrology, optoelectronics and photonics applications, photonics-electronics co-design, optoelectronic and electronic systems for astronomy and high energy physics experiments, JET tokamak and pi-of-the sky experiments development.

7

POLFEL-laser na swobodnych elektronach w Polsce

Romaniuk R. S.

Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania

|

2010

|

Vol. 51, nr 4

83-87

PL

POLFEL-laser na swobodnych elektronach jest koherentnym źródłem światła najnowszej, czwartej generacji, charakteryzującym się bardzo krótkimi impulsami w zakresie 10... 100 fs, o wielkiej mocy rzędu 0,2 GW, promieniującym falę UV λ󖐻 nm o mocy średniej Puv𕛑 W, o efektywnej trzeciej harmonicznej λ3≈9 nm o dużej mocy. Laser składa się z nadprzewodzącego liniaka e długości Lacc≈100 m, undulatora oraz fotonowych linii badawczych. Generuje on monochromatyczne, koherentne promieniowanie i jest przestrajalny w zakresie od THz, przez IR i zakres widzialny do UV. Liniak pracuje w modach impulsowym, quasi ciągłym i ciągłym. Laser jest planowany przez IPJ i Konsorcjum XFEL-Polska jako element priorytetu ESFRI w ramach europejskiej sieci EuroFEL, należącej do inicjatywy budowy Europejskiego Obszaru Badawczego ERA.

EN

Free electron laser in Poland-POLFEL is a coherent light source of the IVth generation, characterized by very short pulses in the range of 10... 100 fs, of big power 0,2 GW and UV wavelength of 27 nm of average power 1W, with effective high power third harmonic of 9 nm. The laser consists of a linear superconducting accelerator 100 m in length, undulator and experimental lines. It generates a monochromatic and coherent radiation and can be tuned from THz range to UV. The linac works in quasi-CW or real-CW mode. It is planned by XFEL-Poland consortium as a part of the ESFRI priority EuroFEL infrastructure collaboration network, part of the ERA.

8

Indirect method of measuring changes of EM field in RF-gun cavity for XFEL accelerator

Poźniak K., Stanisławski T., Zabołotny W., Koehler W., Stephan F., Simrock S.

Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania

|

2009

|

Vol. 50, nr 8

193-199

EN

In the article a RF-Gun control system is described. Difficulties caused by the impossibility to observe the field gradient are mentioned. Next calibration and measurement procedure is discussed. A mathematical model, which provides a way to calculate the desired signal from observed ones is developed and analyzed. This model is supported by both measurements and simulations discussed in the final part of the article.

PL

Artykuł opisuje system sterowania działem elektronowym. Uwzględniono w nim problemy wynikające z niemożności bezpośredniego pomiaru gradientu pola we wnęce. Przedyskutowano procedurę kalibracji i pomiaru. Opracowano i przeanalizowano model matematyczny pozwalający estymować szukany parametr na podstawie sygnałów dostępnych do pomiaru. Poprawność modelu została potwierdzona pomiarami i symulacjami przedstawionymi w końcowej części artykułu.

9

Free Electron Laser in Poland

Romaniuk R. S.

Electronics and Telecommunications Quarterly

|

2009

|

Vol. 55, No 4

669-682

EN

The idea of building a new IVth generation of light sources of high luminosity, which use accelerators, arose in the 80ties of XXth century. Now, in a numerable synchrotron and laser laboratories in Europe, an intense applied research on free electron lasers has been carried out for a couple of years (FEL) [17,18]. Similarly, in this country, free electron laser in Poland - POLFEL [9] is in a design, a coherent light source of the IVth generation, characterized by very short pulses in the range of 10-100fs, of big power 0,2GW and UV wavelength of 27nm, of average power 1W, with effective high power third harmonic of 9nm. The laser consists of a linear superconducting accelerator 100m in length, undulator and experimental lines. It generates a monochromatic and coherent radiation and can be tuned from THz range via IR, visible to UV, and potentially to X-rays. The linac works in quasi-CW or real-CW mode. It is planned by IPJ [9,10] and XFEL-Poland Consortium [16] as a part of the ESFRI [1] priority Euro FEL infrastructure collaboration network [6], part of the European Research Area - ERA [2]. The paper discusses: FEL background in Poland as a part of EuroFEL infrastructure, FEL parameters and performance, FEL research and technical program and FEL networking in Europe and worldwide. Emphasis is put on the usage of superconducting RF TESLA technology and ties linking Polfel and the European X-Ray Free Electron Laser. The Polfel team of researchers is now dissipated worldwide among such projects as Flash and E-xfel in Desy, Cebaf in JLab, Alba in Barcelona, Elettra in Trieste, ILC in Fermilb, LCLS in SLAC. Polfel creates an unique, but quite transient chance to gather and solidly accumulate for a long time this expertise in this country again.

10

EuCARD i CARE : rozwój techniki akceleratorowej w Polsce

Romaniuk R.

Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania

|

2008

|

Vol. 49, nr 10

12-17

PL

Rozwój techniki akceleratorowej w Polsce jest ściśle powiązany ze współpracą ze specjalistycznymi ośrodkami dysponującymi akceleratorami na świecie. gdzie jest generowana odpowiednia wiedza pozwalająca na budowę dużych i nowoczesnych maszyn. Są to przedsięwzięcia relatywnie kosztowne o charakterze interdyscyplinarnym. Znaczna część z nich jest finansowana lokalnie. Tylko największe maszyny są finansowane wspólnie przez wiele państw jak LHC w Cernie. ILC w Fermilabie i E-XFEL w Desy. Podobnie musi być w Polsce, gdzie trwa obecnie kampania naukowa i polityczna na rzecz budowy dwóch dużych maszyn: Polskiego Synchrotronu w Krakowie oraz Polskiego lasera na swobodnych elektronach POLFEL w Świerku. Wokół tych dwóch bardzo dużych projektów naukowo-technicznych realizowanych jest kilkadziesiąt mniejszych.

EN

The development of accelerator technology in Poland is strictly combined with the cooperation with specialised accelerator centers of global character, where the relevant knowledge is generated, allowing to build big and modern machines. These are relatively costly undertakings of interdisciplinary character. Most of them are financed by the local resources. Only the biggest machines are financed commonly by many nations like: LHC in Cern, ILC in Fermi Lab, E-XFEL in Desy. A similar financing solution has to be implemented in Poland, where a scientific and political campaign is underway in behalf of building two big machines, a Polish Synchrotron in Kraków and a Polish FEL in Świerk. Around these two projects, there are realized a dozen or so smaller ones.

11

Development of accelerator technology in Poland Impact of European CARE and EuCARD programs

Romaniuk R. S.

Electronics and Telecommunications Quarterly

|

2008

|

Vol. 54, No 3

239-251

EN

The development of accelerator technology in Poland is strictly combined with the cooperation with specialist accelerator centers of global character, where the relevant knowledge is generated, allowing to build big and modern machines. These are relatively costly undertakings of interdisciplinary character. Most of them are financed from the local resources. Only the biggest machines are financed commonly by many nations like: LHC in CERN, ILC in Fermi Lab, E-XFEL in DESY. A similar financing solution has to be implemented in Poland, where a scientific and political campaign is underway on behalf of building two big machines, a Polish Synchrotron in Kraków and a Polish FEL in Świerk. Around these two projects, there are realized a dozen or so smaller ones.

12

Optical network and FPGAlDSP based control system for free electron laser

Romaniuk R. S., Poźniak K.T., Czarski T., Czuba K., Giergusiewicz W., Kasprowicz G., Koperek W.

Bulletin of the Polish Academy of Sciences. Technical Sciences

|

2005

|

Vol. 53, nr 2

123-138

EN

The work presents a structural and functional model of a distributed low level radio frequency (LLRF) control, diagnostic and telemetric system for a large industrial object. An example of system implementation is the European TESLA-XFEL accelerator. The free electron laser is expected to work in the VUV region now and in the range of X-rays in the future. The design of a system based on the FPGA circuits and multi-gigabit optical network is discussed. The system design approach is fully parametric. The major emphasis is put on the methods of the functional and hardware concentration to use fully both: a very big transmission capacity of the optical fiber telemetric channels and very big processing power of the latest series of DSP/PC enhanced and optical I/O equipped, FPGA chips. The subject of the work is the design of a universal, laboratory module of the LLRF sub-system. The current parameters of the system model, under the design, are presented. The considerations are shown on the background of the system application in the hostile industrial environment. The work is a digest of a few development threads of the hybrid, optoelectronic, telemetric networks (HOTN). In particular, the outline of construction theory of HOTN node was presented as well as the technology of complex, modular, multilayer HOTN system PCBs. The PCBs contain critical sub-systems of the node and the network. The presented exemplary sub-systems are: fast optical data transmission of 2.5 Gbit/s, 3.125 Gbit/s and 10 Gbit/s; fast AlC and CIA multichannel data conversion managed by FPGA chip (40 MHz, 65 MHz, 105 MHz), data and functionality concentration, integration of floating point calculations in the DSP units of FPGA circuit, using now discrete and next integrated PC chip with embedded OS; optical distributed timing system of phase reference; and 1 GbEth video interface (over UTP or FX) for CCD telemetry and monitoring. The data and functions concentration in the HOTN node is necessary to make efficient use of the multigigabit optical fiber transmission and increasing the processing power of the FPGAlDSP/PC chips with optical I/O interfaces. The experiences with the development of the new generation of HOTN node based on the new technologies of data and functions concentration are extremely promising, because such systems are less expensive and require less labour.