Lasery rentgenowskie LCLS i LCLS II : SLAC

• Autorzy: Romaniuk, R. S.

Warianty tytułu

EN

LCLS and LCLS II, X-ray free electron lasers at SLAC

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

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.

Słowa kluczowe

PL

lasery rentgenowskie; laser typu FEL; liniak elektronowy; akceleratory; wiązki elektronowe; wysokoenergetyczne wiązki fotonowe; Laboratorium SLAC; wielkie projekty badawcze; LCLS; LCLS II

EN

X-ray lasers; free electron lasers; FEL; electron linac; accelerators; electron beams; high energy photon beams; DESY laboratory; large research mega projects; LCLS; LCLS II

• Czasopismo: Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania
• Rocznik: 2013
• Tom: Vol. 54, nr 5
• Strony: 66-69
• Opis fizyczny: Bibliogr. 35 poz.

Twórcy

autor

Romaniuk, R. S.

• Politechnika Warszawska, Instytut Systemów Elektronicznych

Bibliografia

• [1] Emma P., et al.: First lasing and operation of an Angstrom-wavelength free-electron laser, Nature Photonics 4, 641-647 (2010) doi:10.1038/ nphoton.2010.176.
• [2] Young L., et al.: Femtosecond electronic response of atoms to ultra-intense X-rays, Nature 466, 56-61 (2010) doi:10.1038/nature09177.
• [3] Lightsources [lightsources.org/facility/lcls].
• [4] SLAC Stanford Synchrotron Radiation Lightsource [http://ssrl.slac.stanford.edu/].
• [5] SLAC [http://slac.stanford.edu/].
• [6] SLAC LCLS [https://portal.slac.stanford.edu/sites/lcls_public/].
• [7] SLAC LCLS-II [https://portal.slac.stanford.edu/sites/lcls_public/lcls_ii/].
• [8] LCLS-II Conceptual Design Report [portal.slac.stanford.edu].
• [9] LCLS Strategic Plan, DoE, SLAC, April 2013, SLAC-R-1007.
• [10] European XFEL [www.xfel.eu]; [xfel.desy.de].
• [11] EuroFEL [www.eurofel.org], [WWW.iruvx.eu].
• [12] XFEL 2013 [http://xfel2013.univ-rennes1.fr/].
• [13] Romaniuk R.: POLFEL-A free electron laser in Poland, Photonics Letters of Poland, 1 (3), pp. 103-105 (2009).
• [14] Romaniuk R. S.: Akceleratory dla społeczeństwa - TIARA 2012, Elektronika, nr 3, 2013, str. 108-112.
• [15] Ackerman W., K. Poźniak, R. Romaniuk, et.al.: (TESLA Collaboration), Operation of a free-electron laser from the extreme ultraviolet to the water window, Nature Photonics, vol.1, no.6, pp. 336-342, 2007.
• [16] Romaniuk R. S.: Development of free electron laser and accelerator technology in Poland (CARE and EuCARD projects), Proc. SPIE, vol. 7502, paper 7502-70 (2009).
• [17] Romaniuk R. S., Institute of Electronic Systems in CARE and EuCARD projects; Accelerator and FEL research, development and applications in Europe, Proc. SPIE, vol. 7502, paper 7502-71 (2009).
• [18] Romaniuk R.: EuCARD i CARE - Rozwój techniki akceleratorowej w kraju, Elektronika, vol. 49, nr. 10, 2008, str. 12-17.
• [19] Romaniuk R. S.: Instytut Systemów Elektronicznych w projektach CARE i EuCARD; Badania i zastosowania akceleratorów w Europie, Elektronika, vol. 50, nr 8/2009, str. 157-162.
• [20] Romaniuk R.: CARE - Coordinated Accelerator Research in Europe, Elektronika 2-3/2005, II okładka.
• [21] Romaniuk R. S., K. T. Poźniak, T. Czarski: Udział Politechniki Warszawskiej w programie CARE, Elektronika nr 2-3, 2005, str. 75.
• [22] Romaniuk R. S.: EuCARD 2010: European coordination of accelerator research and development, Proc. SPIE 7745, paper 774509 (2010).
• [23] Romaniuk R. S.: Accelerator infrastructure in Europe - EuCARD 2011, Proc. SPIE, vol. 8008, art. no. 8008-05 (2011).
• [24] Romaniuk R. S.: Accelerator Science and Technology in Europe - EuCARD 2012, International Journal of Electronics and Telecommunications, 2012, Vol. 58, No. 4, pp. 327-334.
• [25] Romaniuk R. S.: Accelerator Technology and High Energy Physics Experiments; Photonics and Web Engineering, Wilga May 2012, Proc. SPIE 8454, art no. 845403 (2012).
• [26] Romaniuk R. S.: Rozwój techniki akceleratorowej w Europie - EuCARD 2012, (Development of accelerator technology in Europe - EuCARD 2012), Elektronika, vol. 53, Nr 9, 2012, str. 147-153.
• [27] Romaniuk R. S.: Technika akceleratorowa i eksperymenty fizyki wysokich energii, Wilga 2012, Elektronika, vol. 53, Nr 9, 2012, str. 162-169.
• [28] Koprek W., P. Kaleta, J. Szewiński, K. T. Poźniak, T. Czarski, R. Romaniuk: Oprogramowanie dla systemu kontrolno-pomiarowego akceleratora TESLA, Elektronika, nr 1, 2005, str. 53-58.
• [29] Romaniuk R. S.: Fizyka fotonu i badania plazmy, Wilga 2012, Elektronika, vol. 53, nr 9, 2012, str. 170-176.
• [30] Romaniuk R.: EuCARD 2010 - Technika akceleratorowa w Europie EuCARD, Elektronika vol. 51, no. 8, pp. 178-179 (2010).
• [31] Romaniuk R.: Infrastruktura akceleratorowa w Europie - EuCARD 2011, Elektronika, vol. 52, no. 12, pp. 117-120 (2011).
• [32] Romaniuk R.: Europejski laser rentgenowski, Elektronika, vol.54, no. 4, str. 149-154 (2013).
• [33] Romaniuk R.: Międzynarodowy zderzacz liniowy, Elektronika, vol. 54, no. 3, str. 119-122 (2013).
• [34] Zagozdzinska A., R. S. Romaniuk, K. T. Poźniak, P. Zalewski: TRIDAQ systems in HEP experiments At LHC accelerator, International Journal of Electreonics and Telecommunications, vol. 59, no. 2, pp. 111-115 (2013).
• [35] Romaniuk R. S.: EuCARD-2, Elektronika, vol.54, no. 3, ss. 114-119 (2013).