Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Influence of the correction coils on the electron’s beam focusing in FEL’s accelerators

Sosnowski Jacek

Polish Technical Review

|

2023

|

No. 4

2--6

EN

In this paper, the optimization of the solenoid construction in free electron lasers (FEL), modern class of accelerators used for more deep investigations of materials structure has been reviewed. The solenoid is used for magnetic focusing of the electron beam, while the efficiency of this process is dependent on magnetic induction profile of solenoid. The process of beam focusing is usually implemented by using the magnetic yoke. In the present paper the application of the correctional coils for the purposes of the magnetic induction profiling has been analyzed. The physical principle of the magnetic method of the electron beam focusing has been discussed, as well.

PL

Artykuł poświęcony jest optymalizacji konstrukcji solenoidów w laserach na swobodnych elektronach (FEL), nowoczesnej klasie akceleratorów wykorzystywanych do precyzyjnych badań struktury materiałów. Ten solenoidalny elektromagnes służy do magnetycznego skupiania wiązki elektronów, a efektywność tego procesu zależy od profilu indukcji magnetycznej elektromagnesu. Często proces ogniskowania wiązki realizowany jest za pomocą jarzma magnetycznego. W artykule przeanalizowano zastosowanie cewek korekcyjnych do celów profilowania indukcji magnetycznej. Przedstawiono także fizyczną zasadę magnetycznej metody skupiania wiązki elektronów.

2

Rozwój techniki laserowej : 2018

Jabczyński Jan K., Romaniuk Ryszard S.

Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania

|

2019

|

Vol. 60, nr 1

4--15

PL

Artykuł jest przeglądem prac zaprezentowanych w czasie XII Krajowego Sympozjum Techniki Laserowej STL2018 [1]. Sympozjum Techniki Laserowej jest organizowane od roku 1984 co trzy lata [2-11], obecnie co dwa lata. Sympozja STL2016 i STL2018 były zorganizowane przez Instytut Optoelektroniki Wojskowej Akademii Technicznej, we współpracy z Politechniką Warszawską, Uniwersytetem Warszawskim i Politechniką Wrocławską w Jastarni. STL2018 było zorganizowane dniach 25-27 września 2018 roku. Sympozjum stanowi reprezentatywny portret prac prowadzonych w obszarze techniki laserowej w Polsce. Prace Sympozjum STL są tradycyjnie publikowane w serii wydawniczej Proceedings SPIE [12-23]. Spotkanie naukowo-techniczne zgromadziło ok. 120 uczestników którzy zaprezentowali ponad 100 artykułów badawczych i naukowo-technicznych. Krajowe Sympozjum Techniki Laserowej, organizowane obecnie co 2 lata, jest bardzo dobrym portretem rozwoju techniki laserowej i jej zastosowań w Polsce w laboratoriach uniwersyteckich, instytutach resortowych i rządowych, laboratoriach badawczych firm innowacyjnych itp. Sympozjum STL pokazuje także bieżące projekty techniczne, które są realizowane przez krajowe zespoły badawcze, rozwojowe i przemysłowe. Obszar tematyczny Sympozjum STL jest tradycyjnie podzielony na dwa duże pola – postępy techniki laserowej oraz zastosowania techniki laserowej. Nurty tematyczne Sympozjum obejmują: źródła laserowe dla bliskiej i średniej podczerwieni, lasery pikosekundowe i femtosekundowe, lasery i wzmacniacze światłowodowe, lasery półprzewodnikowe, lasery dużej mocy i ich zastosowania, nowe materiały i komponenty dla techniki laserowej, zastosowania techniki laserowej w inżynierii biomedycznej, przemyśle, inżynierii materiałowej, nano- i mikrotechnologiach oraz metrologii.

EN

The paper is a concise digest of works presented during the XIIth National Symposium on Laser Technology (SLT2018) [1]. The Symposium is organized since 1984 every three years [2-11], now every two years. SLT2016 and STL2018 were organized by The Institute of Optoelectronics, Military University of Technology, Warsaw, with cooperation of Warsaw University of Technology, Warsaw University, and Wrocław University of Technology in Jastarnia, STL2018 was organized on 25-27 September 2018. Symposium is a representative portrait of the laser technology research in Poland. Symposium Proceedings are traditionally published by SPIE [12-21]. The meeting has gathered around 120 participants who presented around 100 research and technical papers. The Symposium, organized now every 2 years is a good portrait of laser technology and laser applications development in Poland at university laboratories, governmental institutes, company R&D laboratories, etc. The SLT also presents the current technical projects under realization by the national research, development and industrial teams. Topical tracks of the Symposium, traditionally divided to two large areas – sources and applications, were: laser sources in near and medium infrared, picosecond and femtosecond lasers, optical fibre lasers and amplifiers, semiconductor lasers, high power and high energy lasers and their applications, new materials and components for laser technology, applications of laser technology in measurements, metrology and science, military applications of laser technology, laser applications in environment protection and remote detection of trace substances, laser applications in medicine and biomedical engineering, laser applications in industry, technologies and material engineering.

3

Development of Free Electron Lasers in Europe Local and Global Implications : 2016

Romaniuk R. S.

International Journal of Electronics and Telecommunications

|

2016

|

Vol. 62, No. 2

203--211

EN

Free electron laser FELs are built in Europe mainly as nondependent infrastructures, or as a development of synchrotron ones. They are constructed mainly in centres which have considerable experience with synchrotron light sources of the third generation like DESY, Trieste, INFN, etc. Advances in very energetically efficient superconducting linear accelerators for electron beams, like TESLA type, caused an abrupt development of FEL machines all over Europe. New generation of FELs emits light beam of extreme intensity, good parameters, in IR, VIS, UV, EUV and X-ray spectral regions. The machine construction teams comprise also of young active researchers from Poland. In particular, these is a considerable participation of M.Sc. and Ph.D. students from Warsaw University of Technology at building of FLASH I, FLASH II, and EXFEL machines. Unique experiences gathered at work with these large experiments result in development of these young teams, and their further engagement in new initiatives: laser, laser - accelerator, inertial, plasma, plasma - energy, etc. This is what we observe with satisfaction. However, due to the lack of large research infrastructures in Poland, we are not members of the infrastructure owner clubs. Our young researchers may take part in the initiatives only indirectly as members of cooperative teams from the leading countries. As a further consequence, there is also a confined access of Polish laser and accelerator researchers to some kinds of European infrastructure development projects now under realization within the H2020.

4

Rozwój techniki laserowej w Polsce : 2016

Jabczyński J. K., Romaniuk R. S.

Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania

|

2016

|

Vol. 57, nr 11

3--12

PL

Artykuł jest przeglądem prac zaprezentowanych w czasie XI Sympozjum Techniki Laserowej STL 2016 [1]. Sympozjum Techniki Laserowej jest cykliczną konferencją naukową organizowaną, co trzy lata od 1984 r. [2–8]. STL 2016, zorganizowane w tym roku przez Instytut Optoelektroniki Wojskowej Akademii technicznej [9] we współpracy z Politechniką Warszawską [10], Uniwersytetem Warszawskim [11] i Politechniką Wrocławską [12], odbyło się w Jastarni w dniach 27–30 września. Sympozjum stanowi reprezentatywny przegląd prac prowadzonych w obszarze techniki laserowej w Polsce. Prace Sympozjum STL są tradycyjnie publikowane w serii wydawniczej Proceedings SPIE od roku 1987 [13–21]. Spotkanie naukowo-techniczne zgromadziło ok. 150 uczestników którzy zaprezentowali ponad 120 artykułów badawczych i naukowo-technicznych. Sympozjum Techniki Laserowej jest miarodajnym obrazem rozwoju techniki laserowej i jej zastosowań w Polsce w laboratoriach uniwersyteckich, instytutach resortowych i rządowych, laboratoriach badawczych firm innowacyjnych, itp. Na konferencji STL prezentowane są także bieżące projekty techniczne, realizowane przez krajowe zespoły naukowe, badawcze-wdrożeniowe i przemysłowe. Zakres tematyczny Sympozjum jest tradycyjnie podzielony na dwa duże obszary – postępy techniki laserowej oraz zastosowania techniki laserowej. Nurty tematyczne Sympozjum obejmują: źródła laserowe dla bliskiej i średniej podczerwieni, lasery pikosekundowe i femtosekundowe, lasery i wzmacniacze światłowodowe, lasery półprzewodnikowe, lasery dużej mocy i ich zastosowania, nowe materiały i komponenty dla techniki laserowej, zastosowania techniki laserowej w inżynierii biomedycznej, przemyśle, inżynierii materiałowej, nano- i mikrotechnologiach, oraz metrologii.

EN

The paper is a concise digest of works presented during the XIth Symposium on Laser Technology (SLT 2016) [1]. The Symposium is organized since 1984 every three years [2–8]. SLT 2016 was organized by the Institute of Optoelectronics, Military University of Technology (IOE WAT) [9], Warsaw, in cooperation with Warsaw University of Technology (WUT) [10], Warsaw University [11], and Wrocław University of Technology [12] in Jastarnia on 27-30 September 2016. Symposium is a representative portrait of the laser technology research in Poland. Symposium Proceedings are traditionally published by SPIE [13–21]. The meeting has gathered around 150 participants who presented around 120 research and technical papers. The Symposium, organized every 3 years, is a reliable image of laser technology and laser applications development in Poland at university laboratories, governmental institutes, company R&D laboratories, etc. The SLT also presents the current technical projects under realization by the national research, development and industrial teams. The works of the Symposium, traditionally are divided in two large areas – sources and applications. The main topics of SLT were: laser sources in near and medium infrared, picosecond and femtosecond lasers, optical fiber lasers and amplifiers, semiconductor lasers, high power and high energy lasers and their applications, new materials and components for laser technology, applications of laser technology in mea surements, metrology and science, military applications of laser technology, laser applications in environment protection and remote detection of trace substances, laser applications in medicine and biomedical engineering, laser applications in industry, technologies and material engineering.

5

Rozwój laserów na swobodnych elektronach w Europie : 2016

Romaniuk R. S.

Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania

|

2016

|

Vol. 57, nr 3

16--21

PL

Lasery na swobodnych elektronach (Free Electron Lasers –FEL) powstają w Europie albo jako infrastruktury samodzielne albo jako rozwinięcie infrastruktur synchrotronowych. Na ogół jednak powstają w ośrodkach posiadających znaczne doświadczenie z synchrotronowymi źródłami światła trzeciej generacji, jak np. DESY, Trieste, INFN, itp. Postępy w budowie bardzo wydajnych energetycznie nadprzewodzących akceleratorów elektronowych, np. typu TESLA, spowodowały gwałtowny rozwój maszyn FEL, generujących wiązkę światła o wielkiej intensywności, wysokiej jakości w zakresie podczerwonym, widzialnym, UV, EUV, oraz RTG. W budowie niektórych z opisanych Europejskich infrastruktur FEL biorą aktywnie udział młodzi uczeni z Polski. Szczególnie duży udział studentów i doktorantów z WEiTI Politechniki Warszawskiej był przy budowie maszyny FEL, FLASH I, FLASH II, a ostatnio EXFEL. Doświadczenia zgromadzone w pracy przy budowie tak wielkich eksperymentów pozwalają na rozwój takich grup i angażowanie w nowe inicjatywy laserowe, laserowo akceleratorowe, inercyjne, plazmowe, plazmowo – energetyczne, itp. I tak właśnie się dzieje. Niestety ze względu na brak w kraju dużej własnej infrastruktury badawczej, nie jesteśmy członkiem klubów właścicieli, i nasi uczeni mogą brać udział w pracach takich klubów pośrednio, jako członkowie grup zagranicznych. Ograniczony jest także dostęp do niektórych rodzajów Europejskich infrastrukturalnych projektów rozwojowych.

EN

Free electron laser FELs are built in Europe mainly as nondependent infrastructures, or as a development of synchrotron ones. They are constructed mainly in centers which have considerable experience with synchrotron light sources of the third generation like DESY, Trieste, INFH, etc. Advances in very energetically efficient superconducting linear accelerators for electron beams, like TESLA type, caused an abrupt development of FEL machines all over Europe. New generation of FELs emits light beam of extreme intensity, good parameters, in IR, VIS, UV, EUV and RTG spectral regions. The machine construction teams comprise also of young active researchers from Poland. In particular, these is a considerable participation of M.Sc. and Ph.D. students from Warsaw University of Technology at building of FLASH I, FLASH II, and EXFEL machines. Unique experiences gathered at work with these large experiments result in development of these young teams, and their further engagement in new initiatives: laser, laser – accelerator, inertial, plasma, plasma – energy, etc. This is what we observe with satisfaction. However, due to the lack of large research infrastructures in Poland, we are not members of the infrastructure owner clubs. Our young researchers may take part in the initiatives only indirectly as members of cooperative teams from the leading countries. As a further consequence, there is also a confined access of Polish laser and accelerator researchers to some kinds of European infrastructure development projects now under realization within the H2020.

6

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.

7

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.

8

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.

9

High power amplifiers chain nonlinearity influence on the acelerating beam stability in free electron laser (FLASH)

Cichalewski W., Jałmużna W.

International Journal of Microelectronics and Computer Science

|

2010

|

Vol. 1, nr 1

77-80

EN

The high power amplifiers transfer characteristics nonlinearities can have a negative influence on the overall system performance. This is also true for the TESLA superconducting cavities accelerating field parameters control systems. This Low Level Radio Frequency control systems uses microwave high power amplifiers (like 10 MW klystrons) as actuators in the mentioned feedback loops. The amplitude compression and phase deviations phenomena introduced to the control signals can reduce the feedback performance and cause electron beam energy instabilities. The transfer characteristics deviations in the Free Electron Laser in Hamburg experiment have been investigated. The outcome of this study together with the description of the developed linearization method based on the digital predistortion approach have been described in this paper. Additionally, the results from the linearization tool performance tests in the FLASH's RF systems have been placed.

10

Uniwersalny moduł sterowania LLRF do akceleratora liniowego FLASH

Strzałkowski P., Koprek W., Poźniak K., Romaniuk R.

Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania

|

2007

|

Vol. 48, nr 7

31-36

PL

Zaprezentowano autorskie rozwiązanie uniwersalnego modułu systemu LLRF do sterowania nadprzewodzącymi wnękami rezonansowymi w akceleratorze FLASH. Omówiono modularną konstrukcje modułu, który zawiera część cyfrową na platformie bazowej oraz wymienną część analogową na płytkach osadzanych. Scharakteryzowano strukturę funkcjonalną modułu, a szczególnie implementację FPGA wraz z konfiguracją oraz blok rozszerzeń do osadzanych płytek analogowych. Przedstawiono konstrukcję i wybrane zagadnienia realizacji PCB płyty bazowej. Omówiono zakres zastosowań modułu w systemie LLRF akceleratora FLASH i podano przykładowe wyniki pomiarów jakościowych.

EN

Main part of the work describes an original authors' solution of a universal LLRF control module for superconductive, resonant cavities of FLASH accelerator. Modular construction of the module was debated. The module consists of a digital part residing on the base platform and exchangeable analog part positioned on a number of daughter-boards. The functional structure of module was presented and in particular the FPGA implementation with configuration and extension block for RF mezzanine boards. The construction and chosen technological details of the backbone PCB were presented. The paper concludes with a number of application examples of the constructed and debugged module in the LLRF system of FLASH accelerator. There are presented exemplary results of quality assessment measurements of the new board.