Türk hızlandırıcı kompleksi projesi kapsamında sase ve osilatör modda serbest elektron lazerinin genel tasarımı
General design of free electron lasers in sase and oscillator modes in frame of Turkish accelerator complex project
Yazar: ŞENAY YİĞİT
Danışman: PROF. DR. ÖMER YAVAŞ
Ankara Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Fizik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2007
Konu: Fizik ve Fizik Mühendisliği = Physics and Physics Engineering

Özet:
Bu çalışmada, lineer hızlandırıcılara dayalı serbest elektron lazeri (SEL) üretimi içinoptimizasyon çalışması yapılmıştır. Somut uygulama olarak Türk Hızlandırıcı Merkezinde(THM) yer alması planlanan SEL demetleri için parametre optimizasyonu yapılmış veuygulama alanları tartışılmıştır.Çalışmanın ilk bölümünde lineer hızlandırıcıların ana donanımları ve bu hızlandırıcılaradayalı serbest elektron lazerinin fiziği, SEL modları ve optimizasyon için gerekli koşullarsunulmuştur. Bu modlarda dünyada çalışan bazı laboratuvarların parametreleri optimizasyonkoşulları açısından test edilmiştir. Türk Hızlandırıcı Merkezinde yer alması planlanan SELdemetleri için kendiliğinden genlik artımlı yayınım (SASE) ve Osilatör modda tasarımgeliştirilmiştir. SEL üretimi Türk hızlandırıcı Merkezi projesi kapsamında linak-halka tiplielektron-pozitron çarpıştırıcısına dayanan phi (? ) ve charm (c) fabrikalarının lineer elektronhızlandırıcısına dayandırılmıştır. Bu parçacıkların üretilmesi için gerekli elektron demetenerjileri sırasıyla 130 ve 1000 MeV olarak seçilmiştir. Çarpıştırıcı modunda kullanılan linakparametrelerinin aynı zamanda SEL modunda kullanılabilmesi için gerekli optimizasyonçalışmaları yapılmış ve hızlandırıcı modüller arasına uygun sayıda paketçik sıkıştırıcısınınyerleştirilmesi ile SEL üretimi için gerekli elektron demet parametrelerinin elde edilebileceğigösterilmiştir. SASE SEL optimizasyon çalışması CERN CLIC Sürücü Demeti içinde testedilmiş ve elde edilecek SASE SEL'in CLIC*LHC dayalı SEL*Çekirdek çarpıştırıcısı içinkullanılması öngörülmüştür. 130 MeV için osilatör modda SEL optimizasyonu yapılarakgerekli salındırıcı ve optik kavite parametreleri belirlenmiştir. Tez çalışmasında dünyadakiuygulamalarda dikkate alınarak SASE ve Osilatör SEL için kullanım alanları detaylıcairdelenmiştir.2007, 125 sayfaAnahtar Kelimeler: THM Projesi, Serbest Elektron Lazeri, Lineer hızlandırıcı, SASE SEL,Osilator SEL

Abstract:
In this study, optimization for free electron laser (FEL) production based on linear acceleratorhas been done. As a practical application for FEL beams which is planned to be placed at TheTurkish Accelerator Complex (TAC) parameter optimization has been done and applicationsareas have been discussed.In the first section of this study, main equipments of linear accelerators and physics of freeelectron lasers based on this accelerator, FEL modes and the necessary conditions foroptimization has been given. The parameters of some laboratories working on this mode inthe world have been tested from the optimization condition point of view. Design for FELbeams which is planned to be placed in the center has been developed in the Self AmplifiedSpontaneous Emission (SASE) and oscillator mode. FEL production is based on the linearelectron accelerator of TAC. In principal, TAC contains an electron-positron collider (particlefactory). The electron beam energies for the particle factories (phi and charm) have beenselected as 130 MeV and 1000 MeV, respectively. Necessary optimization studies have beendone in order to be able to use the linac parameters in FEL mode which are actually used incollider mode; and it is shown that the required electron beam parameters for FEL productioncan be achieved by placing suitable number of bunch compressor among the acceleratormodules. SASE FEL optimization study has been tested in the CERN CLIC drive beam andSASE FEL has been forseen to be used for CLIC*LHC based FEL*nucleus collider.Necessary undulator and optical cavity parameters have been determined after optimizing theFEL in oscillator mode for 130 MeV. In this thesis study, the application areas for oscillatorFEL and SASE FEL has been examined in detail considering world wide applications ofFELs.2007, 125 pagesKey Words : TAC Project, Free Electron Laser, Linac, SASE FEL, Oscillator FEL