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Evaluating Designs for a PETRA IV Cavity W.F.O. Müller, W. Ackermann, H. De Gersem Institut für Theorie Elektromagnetischer Felder, Technische Universität Darmstadt Cooperation Meeting November 15, 2018 DESY, Hamburg November 12, 2018 | TU Darmstadt | Fachbereich 18 | Institut für Theorie Elektromagnetischer Felder | Wolfgang F.O. Müller | 1

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Evaluating Designs for a PETRA IV Cavity

W.F.O. Müller, W. Ackermann, H. De GersemInstitut für Theorie Elektromagnetischer Felder, Technische Universität Darmstadt

Cooperation MeetingNovember 15, 2018DESY, Hamburg

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Outline

▪ Comparing two Cavity Types

▪ MAX IV Cavity:

▪ BESSY Cavity:

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MAX IV Cavity (100 MHz)

▪ Fundamental Mode

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MAX IV Cavity (100 MHz)

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MAX IV Cavity (100 MHz)

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MAX IV Cavity (tuned to 125 MHz)

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MAX IV Cavity (tuned to 125 MHz)

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▪ Simpler Geometry without Capacitive Plate▪ Reduced Complexity for Cooling Channels▪ But Reduced Tuning Sensitivity by a Factor of 2.2▪ Still Good Separation of Higher Order Modes

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BESSY Cavity (500 MHz)

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▪ Design 2002-2007 byErnst Weihreter andFrank Marhauser

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BESSY Cavity (500 MHz)

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▪ Fundamental Mode

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BESSY Cavity (500 MHz)

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▪ Water Cooled Ferrite Load with Reflection below 20%

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Real Eigenvalues

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▪ Wave Guides Act as (1,2,3)-Quarter Wave Resonators

▪ Strong Coupling Leads to 4-fold Mode Splitting

▪ Complex EigenmodeAnalysis Needed

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BESSY Cavity (500 MHz)

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▪ Dampers Replaced by Single Mode Wave Guide Port

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Complex Eigenvalues

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▪ Overview of First 371 Runs:

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Quality Factors

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▪ Quality Factor of HOMs below 200 up to 800 MHz

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Complex Eigenvalues

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▪ Slow Convergence For Low-Q Modes: