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Porträt Prof. Dr. Helm, Manfred; FWI

Prof. Dr. Manfred Helm
Director Institute of Ion Beam Physics and Materials Research
m.helmAthzdr.de
Phone: +49 351 260 - 2260
Fax: +49 351 260 - 3285

Die Freie-Elektronen Laser am ELBE - Zentrum für Hochleistungs- Strahlungsquellen

FELBE ist eine Abkürzung für die Freie-Elektronen Laser (FEL) am Elektronen Linearbeschleuniger mit hoher Brillianz und geringer Emittanz (ELBE) am Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf. Das Herz von ELBE ist ein supraleitender Linearbeschleuniger, der im cw Betrieb und mit einer Wiederholrate von 13 MHz arbeitet. Der Beschleuniger besteht aus zwei supraleitenden Einheiten mit jeweils 20 MV. Der mittlere Strahlstrom beträgt 1 mA. Der Elektronenstrahl wird nach der Beschleunigung in verschiedene Labors geführt, wo sich Geräte zur Erzeugung von Sekundärstrahlen befinden (→ details). In einem Raum befinden sich zwei Freie-Elektronen Laser (U27-FEL (bis Ende 2016) und U100-FEL). Mit ihrer Hilfe wird kohärente elektromagnetische Strahlung (Licht) im mittleren und fernen Infrarot (4 - 250 µm) erzeugt. Die Pulsenergien betragen einige 100 nJ bei einer Dauer von einigen Pikosekunden. Der typische Arbeitsmodus bietet Mikropulse mit einer Wiederholrate von 13 MHz in Makropulsen von einigen 100 μs bei bis zu 25 Hz, alternativ dazu FEL-Betrieb im kontinuierlichen 13-MHz-Modus.

Die beiden Freie-Elektronen Laser U27-FEL und U100-FEL mit den Undulatoren U27 bzw. U100 erzeugen intensive, kohärente Infrarotstrahlung, deren Wellenlänge durch Veränderung der Elektronenenergie und des Undulatorfeldes über einen weiten Bereich abstimmbar ist.
(→ Beschreibung des FEL, → FELs weltweit)


Strahlungsparameter

Wellenlängen-
bereich

  4 -    22 μm

  5 -    40 µm

18 -  250 μm

U27-FEL mit Undulator U27 (bis Ende 2016)

U37-FEL mit Undulator U37 (ab Juli 2017)

U100-FEL mit Undulator U100

Pulsenergie 0.01 - 2 μJ abhängig von der Wellenlänge
Pulslänge 1 - 25 ps abhängig von der Wellenlänge
Wiederholrate 13 MHz 3 Moden:
  • cw
  • Makropulse > 100 μs, < 25 Hz
  • Einzelpulse mit kHz/Hz

FELBE ist ein Nutzergerät und steht auch externen Messgästen zur Verfügung.

Anfang 2017 wird der Undulator U27 durch einen neuen Undulator U37 ersetzt, der im Wellenlängenbereich 20-35 µm erheblich besser und zuverlässiger arbeiten wird. Aus diesem Grund kann im ersten Halbjahr 2017 keine Nutzerstrahlzeit an FELBE angeboten werden. Um die Nachfrage nach FEL Strahlzeit in 2017 dennoch bedienen zu können, wird der ELBE Beschleuniger im 2. Halbjahr 2017 überwiegend FELBE bedienen.

                                                     Besuchen SIe auch die ELBE-Nutzerseite für weitere Informationen.


CALIPSO LOGO FELBE war Partner im abgeschlossenen Infrastrukturprojekt CALIPSO (Coordinated Access to Lightsources to Promote Standards and Optimization) im 7. Forschungsrahmenprogramm der EU.

Zu den bedeutendsten Ergebnissen dieses Projektes zählt die Einrichtung von  wayforlight without background, einem gemeinsamen Eingangsportal für die Beantragung von Strahlzeit an allen beteiligten Forschungsinfrastrukturen.


FELs of Europe LogoFELBE ist Kollaborationspartner in FELs of Europe, dem Zusammenschluss aller FELs in Europa mit dem Ziel technologische und wissenschaftliche Herausforderungen gemeinsam zu lösen und eine europäische Strahlungsquelle zu realisieren, die Laserpulse im gesamten Spektralbereich von Röntgen- bis Terahertzstrahlung bereit stellt. Für eine detaillierte Darstellung der Mission von FELs of Europe sei auf die entsprechende Webseite verwiesen.


Hier gibt es weitere Informationen über

Die erzeugte Infrarotstrahlung wird zuerst in eine Diagnosestation geführt und danach auf sechs Nutzerlabors verteilt. In einzelnen Labors befinden sich außerdem konventionelle Femtosekunden-Laser, die mit den Pulsen des FEL synchronisiert sind und somit die Möglichkeit zu Mehrfarben- pump-probe Experimenten eröffnen.


Hier gibt es mehr Information über

Seit 2007 sind die FELs mit dem gepulsten Hochfeld-Magnetlabor (HLD) verbunden.