Impedance optimization of in-vacuum undulator components

Abstract

In this thesis the concept of an elliptical in-vacuum undulator following the APPLE II design, IVUE32, is introduced together with the design challenges specific to the impedance contribution of the device. The theory of impedances in particle accelerators is discussed together with the concept of a Goubau transmission line test stand. Extensive wakefield simulations of IVUE32 components are presented, focusing on the taper section and the shielding foils. A Goubau transmission line test stand is presented together with measurement results of simplified models. In the scope of this thesis several different taper section designs were analyzed and improvements towards a reduced impedance contribution were made.

In dieser Dissertation wird das Konzept eines elliptischen In-Vakuumundulators mit dem APPLE-II-Design, IVUE32, vorgestellt und die spezifischen Herausforderungen hinsichtlich des Impedanzbeitrags Undulators erläutert. Die Theorie der Impedanz in Teilchenbeschleunigern wird zusammen mit dem Konzept eines Goubau-Leitungsmessstandes diskutiert. Umfangreiche Wakefeldsimulationen von IVUE32-Komponenten werden präsentiert, wobei der Fokus auf der Tapersektion und den Magnetschutzfolien liegt. Ein Goubau-Leitungsmessstand wird vorgestellt, zusammen mit Messergebnissen vereinfachter Modelle. Im Rahmen dieser Arbeit wurden verschiedene Designs von Tapersektionen analysiert und Verbesserungen hinsichtlich des Impedanzbeitrags erzielt.