Der weltweit erste elliptische In-Vakuum-Undulator IVUE32 wird derzeit am Helmholtz-Zentrum Berlin entwickelt. IVUE32 ist ein Gerät vom Typ APPL-II, das die Längsverschiebung der oberen und unteren Magnetreihen ermöglicht, um die Polarisation der emittierten Strahlung abzustimmen. Die Umsetzung der Verschiebebewegung in den Konusabschnitten am Eingang und Ausgang des Vakuum-Undulators ist eine Herausforderung. Insbesondere die Wakefield-Effekte sind von entscheidender Bedeutung, so dass die Impedanzcharakteristik der Geräte verstanden werden muss. Aufgrund der elektrischen Dimensionen werden in den Simulationen Vereinfachungen verwendet, weshalb Messungen zur Validierung der Simulationen erforderlich sind.

Am Helmholtz-Zentrum Berlin wird dazu eine neue Messtechnik auf der Basis der Goubau-Leitung etabliert. Mittels einer Oberflächenwelle wird das Wakefield imitiert. Während die ersten Ergebnisse vielversprechend sind, ist die Anwendbarkeit der Methode aufgrund von unerwünschten Reflexionen eingeschränkt, und es war nicht möglich, diese Reflexionen im aufgezeichneten Signal durch geeignete Kalibrierstrategien vollständig zu entfernen. Es ist daher notwendig, Strategien zur (rechengestützten) Reflexionsentfernung zu finden.

In diesem Projekt entwickeln wir (i) einen numerischen Ad-hoc-Löser, der auf der Randelemente-Methode basiert und die Rechengeschwindigkeit von Standardalgorithmen in kommerzieller Software übertrifft, und (ii) nutzen wir den etablierten Löser, um einen fortschrittlichen Impedanzmessaufbau abzuleiten. Für diesen Aufbau werden wir einerseits eine optimierte Hornantenne ableiten; Messungen des Helmholtz-Zentrums Berlin werden zur Verifizierung unseres Entwurfs verwendet. Zum anderen nutzen wir unseren Löser, um die Machbarkeit eines neuartigen Konzepts zu ermitteln, bei dem die Goubau-Leitung mit einem zeitlich veränderlichen Medium beschichtet wird, um durch geeignete Manipulation die rücklaufenden Wellen (algorithmisch) trennen zu können.