Koppler-Konditionierung bereitet Sorgen

Seitdem das aufgefrischte CERN-Cavity wieder im Einsatz ist, haben wir 13 Koppler-Konditionierungen durchgeführt. Davon konnten lediglich 5 erfolgreich zu Ende geführt werden. Die restlichen mussten vor Erreichen der Endleistung von 300 kWcw wegen Aussichtslosigkeit abgebrochen werden. Die Ausbeute der letzten Konditionier-Kampagne in den Jahren 2006 -2009 war deutlich höher. Wir haben bisher keine Erklärung für den Misserfolg. Leichte Modifikationen der Behandlungsprozedur führten bisher immer zu noch schlechteren Ergebnissen. Glücklicherweise sind uns bisher noch nie die Ideen ausgegangen. Die neueste Idee heißt TITANISIEREN. Wir wollen die Keramikfenster mit einer dünnen Titanschicht bedampfen, um potenziell schädliche Elektronenvervielfachungs und Gasentladungseffekte zu unterdrücken https://mhf-e-wiki.desy.de/SEY.

Zur Titanbedampfung der Keramikfenster haben wir uns aus herumliegendem Krimskrams eine Vorrichtung gebaut und damit bereits erfolgreich erste Titanbeschichtungen durchgeführt.

Titanbedampfungs-Vorrichtung aus einer Vakuum-Kreuzkammer, einem Pumpanschluss und einem Titanverdampfer aus einer Titan-Sublimationspumpe (http://de.wikipedia.org/wiki/Titan-Sublimationspumpe)

Hier ist die Vorrichtung einsatzbereit. Auf dem unteren Flansch liegt die zu bedampfende Keramikscheibe. Auf dem oberen Flansch ist ein Schauglas montiert, um den Bedampfungsprozess beobachten zu können.

Wenige Minuten nachdem der Titanverdampfer eingeheizt ist und wohlig glüht, erkennt man bereits die ersten wolkigen Titanniederschläge auf der Keramik. Wenige Augenblicke später ist die Keramik gleichmäßig grau belegt.

Mithilfe einer anschließenden Widerstandsmessung versuchen wir die Schichtdicke zu kontrollieren. Im ersten Versuch haben wir gleich so viel Titan aufgebracht, dass der Widerstand zwischen Außen-und Innenleiter nur rund 300 Ohm beträgt.

Trotz dieser relativ dicken und leitfähigen Titanschicht ist das Fenster für 500 MHz nahezu reflexionsfrei "durchsichtig". Das liegt daran, dass die Impedanz des Fensters nur ca. 30 Ohm beträgt; da fallen 300 Ohm parallel nicht sehr ins Gewicht.

Ob die Sache wirklich aussichtsreich ist, müssen jetzt Leistungstest zeigen.
Als erstes werden wir solch eine titanisierte Keramik als Stützfenster in einen Koppler einbauen und mit bis zu 300 kW betreiben. Wenn Keramik und Beschichtung das schadlos überstehen, werden wir anschließend einen Einkoppler vakuumseitig titanisieren und testen.