Modeling and Experimental Evaluation of a Bunch Arrival-Time Monitor with Rod-Shaped Pickups and a Low-Pi-Voltage Ultra-Wideband Traveling Wave Electro-Optic Modulator for X-Ray Free-Electron Lasers

X-ray Free-Electron Laser (XFEL) facilities, such as the 3.4-km European XFEL, use all-optical links with electro-optic bunch arrival-time monitors (BAM) for a long-range synchronization. The current BAM systems achieve a resolution of 3.5 fs for 250 pC bunches. Precise bunch arrival timing is essential for experiments, which study ultra-fast dynamical phenomena with highest temporal resolution. These experiments will crucially rely on femtosecond pulses from bunch charges well below 20 pC. The state-of-the-art BAMs are not allowing accurate timing for operation with such low bunch charges. Here we report on the progress in development of an advanced BAM (system) based on rod-shaped pickups mounted on a printed circuit board and ultra-wideband travelling-wave electro-optic modulators with low operating voltages. We perform modeling and experimental evaluation for the fabricated pickups and electro-optic modulators and analytically estimate timing jitter for the advanced BAM system. We discuss an experimental setup to demonstrate joint operation of new pickups and wideband EO modulators for low bunch charges less than 5 pC

Der Kleinsatellit BIROS in der FireBIRD Mission

Dieser Bericht enthält eine detaillierte Abhandlung des gesamten Entwicklungsprozesses des Bi-spektralen Infrarot-Optischen Systems (BIROS) in der FireBIRD Mission, beginnend mit der wissenschaftlichen Aufgabenstellung zur Detektion und Bewertung von Hochtemperaturereignissen (HTE) aus dem Weltraum über die Auslegung des IR-Kamerasystems als primäre Nutzlast von BIROS, seiner Sekundärnutzlasten, des BIROS Satellitenbusses, dem Nutzerinterface zur Datenanforderung bis hin zu ausgewählten Anwendungsbeispielen der FireBIRD Datenprodukte. Es wird neben der technischen Beschreibung der Subsysteme des Satelliten und der bi-spektralen IR-Kamera, mit Bändern im mittleren Infrarot (MIR) und im thermalenInfrarot (TIR) die adaptive Anpassung der radiometrischen Dynamik der IR-Signaltrakte erklärt. Diese stellt ein Alleinstellungsmerkmal dar im Hinblick auf die bildhafte Erkennung und Bewertung von Feuern oder heißer Lava, welche Temperaturen zwischen 300 °C und 1300 °C erreichen, im sogenannten Sub-Pixelbereich. Anhand von verschiedenen Anwendungsbeispielen wird aufgezeigt, dass mit der IR-Kamera kleine Feuer von nur 10 m2 Ausdehnung zu erkennen sind und gleichzeitig bei der Beobachtung von riesigen Busch-bränden oder groß- flächigen Lavaströmen die IR-Kamera Signaltrakte nicht 'in die Sättigung' gehen, d.h. das Feuersignal nicht begrenzen. Aus der Beobachtung HTE einerseits und von NormalTemperatur-Phänomenen (NTP) konnten die adaptiven Dynamikbereiche für die MIR- und TIRBänder der Kamera nachgwiesen werden, die von keinem anderen IR-Kamaerasystem eines Kleinsatelliten bekannt sind. Die mit BIROS gesammelten Erfahrungen erlauben Schlussfolgerungen für zukünftige Kleinsatellitenmissionen zur räumlich und radiometrisch höher auflösenden Erdbeobachtung im MIR und TIR

The promise and peril of chemical probes

Chemical probes are powerful reagents with increasing impacts on biomedical research. However, probes of poor quality or that are used incorrectly generate misleading results. To help address these shortcomings, we will create a community-driven wiki resource to improve quality and convey current best practice