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TU Dresden und HZDR starten neue Zusammenarbeit in der Beschleunigertechnik

Nachricht aus dem HZDR vom 06.08.2013

Der Lehrstuhl Hochfrequenztechnik an der Technischen Universität Dresden und das Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf (HZDR) starteten vor kurzem eine Zusammenarbeit mit dem Ziel, verbesserte Diagnosetools für Beschleuniger zu entwickeln. Mit einem innovativen und zugleich kompakten „Miniatur“-Spektrometer wollen die Forscher Terahertz-Wellen am Elektronenbeschleuniger ELBE des HZDR messen. Durch die mikroelektronische Realisierung in Standard-Halbleiterprozessen soll das neue Messinstrument nur eine Fläche von wenigen Millimetern Durchmesser besitzen und damit um Größenordnungen kleiner, preisgünstiger und nutzerfreundlicher sein als existierende Geräte.

Die Fachkenntnisse der TU-Ingenieure um Prof. Dirk Plettemeier und Dr. Niels Neumann im Bereich der Hochfrequenzsysteme und der Mikrowellentechnik treffen im HZDR auf ausgewiesene Kompetenz im Bereich der Beschleunigerphysik und der Terahertz-Technologie. Terahertz-Strahlung ist unsichtbar, weil ihre Wellenlänge viel größer als sichtbares Licht ist und im elektromagnetischen Spektrum zwischen dem fernen Infrarot und den Mikrowellen liegt. Diese für den Menschen ungefährliche Strahlung ist bei Forschern begehrt, da sie sich besonders gut eignet, um bestimmte Eigenschaften von und Prozesse in Materie zu untersuchen. Das HZDR verfügt über zwei Freie-Elektronen-Laser im Terahertz-Bereich, und eine super-radiante Terahertz-Quelle befindet sich derzeit in der Entwicklung. Verantwortlich für die neue Strahlenquelle ist der Physiker Dr. Michael Gensch, der auch das Verbundprojekt auf Rossendorfer Seite koordiniert.

In das Dresdner Projekt InSEl („Integriertes Spektrometer zur Elektronenbunchform-Onlinediagnose“) fließen Mittel in Höhe von rund 400.000 Euro. Es handelt sich um eines der ersten gemeinsamen Vorhaben zwischen der TU Dresden und dem HZDR im Rahmen der sogenannten Verbundförderung durch das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF). Damit sollen die Kooperation und Vernetzung von Großgeräten und Universitäten gestärkt werden.

Die Dresdner Ingenieure realisieren das neuartige „Miniatur“-Spektrometer mikroelektronisch in Standard-Halbleiterprozessen – eine Technologie, mit der der Lehrstuhl Hochfrequenztechnik viel Erfahrung hat. Das Messgerät kann aufgrund seiner Kompaktheit gleich an verschiedenen Stellen am Elektronenbeschleuniger ELBE zum Einsatz kommen und dort vorhandene, vergleichsweise primitive Einzelelement-Detektoren ersetzen. Es soll zur Analyse der Elektronenpulse verwendet werden. Die beteiligten Wissenschaftler versprechen sich, dass so Steuerbarkeit und Leistungsfähigkeit der großen Forschungsmaschine erheblich verbessert werden.

Im Erfolgsfall ließe sich damit die Verfügbarkeit der Terahertz-Quellen an der ELBE deutlich verbessern. Ein späterer Einsatz an ähnlichen Anlagen, z. B. an den Freie-Elektronen-Lasern im Röntgenbereich FLASH oder dem European X-FEL in Hamburg, wird bereits angedacht.

Das HZDR und die TU Dresden sind Partner im Verbund DRESDEN-concept, der das Ziel verfolgt, die Exzellenz der Dresdener Forschung sichtbar zu machen und die Zusammenarbeit der beteiligten Einrichtungen zu unterstützen.


Weitere Informationen:

Dr. Michael Gensch
Institut für Ionenstrahlphysik und Materialforschung sowie für Strahlenphysik im HZDR
Tel.: 0351 260 2464

Kontakt an der Technischen Universität Dresden:
Dr. Niels Neumann