Making an X-ray Undulator Ready for Commissioning: Procedures Subsequent to Fabrication until Tunnel Installation

Abstract

In this study, sequence of events for an X-ray undulator generating Free Electron Laser (FEL) pulses down to hard X-rays of the electromagnetic spectrum, are discussed in detail. As soon as an undulator arrives to a Magnetic Measurements Hutch (MMH), a series of treatment steps start to make it ready for commissioning, beginning with a high-precision magnetic alignment procedure. Once Hall probe and undulator are accurately aligned to each other, then gap-dependent measurements begin to create tuning lists. After completion of mechanical tuning of poles, MMH 3D-coordinates have to be transformed to the coordinates of tunnel, where many undulator cells will be sequenced one after another along a linear path. Here, all optical, mechanical and magnetic procedures that an X-ray undulator experiences before commissioning, are thoroughly explained. Furthermore, effects of different types of Hall probes on magnetic measurements, are discussed as well. Finally, whole algorithm subsequent to fabrication until tunnel installation (i.e. optical and magnetic alignment, pole tuning, phase jitter therapy etc.), are summarized by means of the results of magnetic measurements taken in three identical MMHs of European XFEL facility.

Keywords

• X-ray FEL,undulator,magnetic measurements,pole tuning

BİR X-IŞINI SALINDIRICISININ İŞLETİME HAZIR HALE GETİRİLMESİ: ÜRETİMİN ARDINDAN TÜNELE KURULANA KADAR İZLENEN PROSEDÜRLER

Abstract

Bu çalışmada, elektromanyetik spektrumun sert X-ışınları bölgesinde Serbest Elektron Lazeri (SEL) üreten bir X-ışını salındırıcısının başından geçen olaylar silsilesi detaylıca tartışılmıştır. Bir salındırıcı Manyetik Ölçüm Laboratuvarı’na geldikten sonra işletime hazır hale gelebilmesi için, yüksek hassasiyetli manyetik hizalama prosedürü ile başlayan bir dizi iyileştirme adımı başlar. Hall probu ve salındırıcı birbirlerine hassas bir şekilde ayarlandıktan sonra, ayar listelerinin oluşturulabilmesi için salındırıcı yapının farklı farklı açıklık değerleri için ölçümler başlar. Kutupların mekanik olarak ayarlanmasından sonra, Manyetik Ölçüm Laboratuvarı’nın 3 boyutlu koordinatları, salındırıcıların doğrusal bir yol boyunca ard arda sıralanacakları tünel koordinatlarına dönüştürülmelidir. Burada, bir X-ışını salındırıcısının işletimden önce başından geçen tüm optik, mekanik ve manyetik prosedürler tüm detaylarıyla açıklanmıştır. Ayrıca, birbirinden farklı tipte Hall problarının manyetik ölçümler üzerine etkileri de tartışılmıştır. Sonuç olarak, üretimin ardından tünele kurulana kadarki tüm algoritma (optik ve manyetik hizalama, kutup ayarlanması, faz hatalarının iyileştirilmesi vb.), European XFEL tesisinin özdeş üç Manyetik Ölçüm Laboratuvarı’nda alınan sonuçlar ile özetlenmiştir.                         

Keywords

• X-ışını SEL,salındırıcı,manyetik ölçümler,kutup ayarlanması

References

1. Abela, R et al. (2007) The European X-ray free-electron laser, Technical Design Report, ISBN 978-3-935702-17-1.
2. Altarelli, M. (2010) European XFEL status of technical developments, 4th European XFEL Users’ Meeting, Hamburg, Germany.
3. Elleaume, P et al. (2000) Design considerations for a 1 Å SASE undulator, Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A, 455, 503-523.
4. Ketenoğlu, B et al. (2015) European XFEL Users’ Meeting 2015, Hamburg, Germany.
5. Ketenoğlu, B. (2015) European XFEL WP71 Reports, Report No: WP71/2015/09, Hamburg, Germany.
6. Li, Y et al. (2015) Magnetic measurement techniques for the large-scale production of undulator segments for the European XFEL, Synchrotron Radiation News, 28(3), 23 – 28.
7. Patterson, B. D. and Abela, R. (2010) Novel opportunuties for time-resolved absorption spectroscopy at the X-ray free electron laser, Physical Chemistry Chemical Physics, 12, 5647-5652.
8. Robinson, I et al. (2010) X-ray beams with high coherence, New Journal of Physics, 12, 035002.