Advanced-Kirkpatrick-Baez-Optik

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Die Universität Hamburg (im Folgenden „UHH“) ist als Exzellenzuniversität mit mehr als 43.000 Studierenden und ca. 6.000 Mitarbeiterinnen und Mitarbeitern eine der forschungsstärksten Universitäten Deutschlands und gleichzeitig eine der größten Ausbildungseinrichtungen Norddeutschlands. Mit ihrem Konzept der „Flagship University“ in der Metropolregion Hamburg pflegt sie innovative und kooperative Verbindungen zu wissenschaftlichen und außerwissenschaftlichen Partnern. Sie produziert für den Standort – aber auch national und international – die zukunftsgerichteten gesellschaftlichen Güter Bildung, Erkenntnis und Austausch von Wissen unter dem Leitziel der Nachhaltigkeit. Gegenstand des Vorhabens ist die Beschaffung und Integration einer nanofokussierenden Advanced-Kirkpatrick- Baez-Optik (AKBs) zur Erweiterung der Fokus-Modalitäten des bestehenden MID Imaging-Instruments am European XFEL (Hamburg). Ultrakurzzeit-Experimente im Attosekunden- bis Femtosekundenbereich sind ein sich dynamisch entwickelndes Forschungsfeld mit hoher internationaler Wettbewerbsintensität, in dem nur wenige Grosforschungsinfrastrukturen weltweit experimentell führend sind. Weltweit investieren führende Grosforschungseinrichtungen gezielt in entsprechende Infrastruktur, um die zeitaufgelöste Bildgebung und Spektroskopie auf Nanometer- und Attosekunden-Skalen zu realisieren. Die Leistungsfähigkeit der eingesetzten Fokussieroptiken stellt dabei einen der zentralen limitierenden Faktoren dar. Ziel ist die Erzeugung eines hochstabilen Nanofokus, der Experimente mit der Cut-off Energy des Lα Gold-Linienbereichs ermöglicht. Um eine fristgerechte Integration der Fokussieroptik in die bestehende MID-Vakuumkammer des European XFEL ohne konstruktive Umbauten zu ermöglichen, ist die Gesamtlänge der nanofokussierenden Optik auf 900 mm festzulegen. Die erforderliche optische Apertur von 700 μm ist durch die Strahlgröße des European XFEL bestimmt und stellt die minimale Voraussetzung zur verlustfreien Strahlakzeptanz dar. Die AKBs stellen die erforderliche Kombination aus Nanofokus, Stabilität und Wellenfrontqualität bereit, die für Experimente im Attosekunden- bis Femtosekundenbereich zwingend erforderlich ist. Die AKBs werden in Vakuum betrieben, um die Fokusqualität sowie Wellenfrontstabilität zu maximieren und kontaminationsfreie Spiegeloberflächen sicherzustellen, was für die extreme Präzision bei FELPulsen entscheidend ist und die Langlebigkeit der Optiken gewährleistet.

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