Die vorliegende Arbeit behandelt die radiometrische Nutzung von Wellenlängenschiebern an Elektronenspeicherringen. Die grundsätzlichen Aspekte der Radiometrie, der technischen Voraussetzungen und des Einflusses von Wellenlängenschiebern auf den Speicherring werden am Beispiel eines bei BESSY installierten Gerätes aufgezeigt. Ein Großteil der Rechnungen wurden mit dem Programm WAVE durchgeführt, das im Rahmen der Arbeit entwickelt wurde. WAVE erlaubt die Berechnung der Synchrotronstrahlung von Wellenlängenschiebern mit einer relativen Unsicherheit von 1/100000. Maschinenphysikalische Eigenschaften eines Wellenlängenschiebers und eine Erzeugenden-Funktion für symplektische Tracking-Rechnungen können ebenfalls mit WAVE berechnet werden. Letztere wurden in den Tracking-Code BETA implementiert. Damit lassen sich die Einflüsse von Insertion Devices auf die dynamische Apertur und die Emittanz des Speicherringes untersuchen. Die Ergebnisse dieser Studien führten zum Konzept alternierender High- und Low-Beta-Sektionen, die den Betrieb supraleitender Insertion Devices bei BESSY-II ohne signifikante Störung der Speicherringoptik ermöglichen. Um auch die experimentelle Seite der Radiometrie an Wellenlängenschiebern zu untersuchen, wurde ein Programm auf der Basis des Monte-Carlo-Codes GEANT4 entwickelt. Es erlaubt die Simulation der radiometrischen Messung und der Absorptionseigenschaften des Detektors. Mit den entwickelten Programmen wurden erste radiometrische Messungen der PTB analysiert. Ein Vergleich zwischen Messungen und Rechnung zeigt eine zufriedenstellende Übereinstimmung mit Abweichungen von ca. fünf Prozent für Messungen im Energiebereich zwischen 40 keV und 120 keV hinter einem 1-mm-Kupferfilter. Eine bessere Übereinstimmung wurde im Bereich von 20 - 80 keV ohne Kupferfilter erzielt. In diesem Fall stimmen die gemessenen Daten im Rahmen der systematischen Unsicherheiten von zwei Prozent mit den Rechnungen überein. / Subject of this thesis are the operation of wave-length shifters at electron storage rings and their use in radiometry. The basic aspects of the radiometry, the technical requirements, the influence of wave-length shifters on the storage ring, and results of first measurements are presented for a device installed at BESSY. Most of the calculations are carried out by the program WAVE, which has been developed within this thesis. WAVE allows to calculate the synchrotron radiation spectra of wave-length shifters within an relative uncertainty of 1/100000. The properties of wave-length shifters in terms of accelerator physics as well as a generating function for symplectic tracking calculations can also be calculated by WAVE. The later was implemented in the tracking code BETA to investigate the influence of insertion devices on the dynamic aperture and emittance of the storage ring. These studies led to the concept of alternating low- and high-beta-sections at BESSY-II, which allow to operate superconducting insertion devices without a significant distortion of the magnetic optics. To investigate the experimentel aspects of the radiometry at wave-length shifters, a program based on the Monte-Carlo-code GEANT4 has been developed. It allows to simulate the radiometrical measurements and the absorption properties of detektors. With the developed codes first radiometrical measurements by the PTB have been analysed. A comparision of measurements and calculations show a reasonable agreement with deviations of about five percent in the spectral range of 40 - 60 keV behind a 1-mm-Cu filter. A better agreement was found between 20 keV and 80 keV without Cu filter. In this case the measured data agreed within a systematic uncertainty of two percent with the results of the calculations.

In der vorliegenden Doktorarbeit wird ein Dauerstrich Optisch Parametrischer Oszillator (cw OPO) vorgestellt, der speziell für die hochauflösende Dopplerfreie Molekülspektroskopie und Metrologie entwickelt wurde. Der kontrollierte Zugang zu jeder beliebigen Wellenlänge im breiten Emissionsspektrum von OPOs wie auch das präzise Abstimmen seiner Ausgangsfrequenz über zu untersuchende molekulare und atomare Übergänge stellten lange Zeit Probleme dar, deren Lösung die Grundzielsetzung dieser Arbeit war. Das im Laufe dieser Arbeit entwickelte System hat diese Ziele vollständig erreicht, was durch verschiedene Messungen und Anwendungen demonstriert wurde. Zu diesem Zweck wurde ein neues OPO-Design mit einem Intracavity-Etalon entwickelt und aufgebaut, wobei der OPO auf dem Konzept eines einfach-resonanten cw OPOs mit resonanter Pumpwelle basiert. Die OPO-Ausgangsstrahlung zeigt sehr gute Langzeitstabilität und Spektraleigenschaften, welche durch direkte Frequenzvergleichsmessungen mit einem optischen Methan-Frequenzstandard im Infraroten bestimmt wurden. Eine Idler-Linienbreite von 12 kHz und ein Modensprung-freier Betrieb des OPOs über einen Zeitraum von einigen Tagen wurde beobachtet. Außerdem wurde gezeigt, dass ein OPO zu einer hochstabilen optischen Referenz phasengelockt und somit seine Frequenz sehr genau kontrolliert und durchgestimmt werden kann. Als erste erfolgreiche Anwendung eines OPOs in der Dopplerfreien Spektroskopie wurde ein Aufbau zur Frequenz-Modulationsspektroskopie in Methan realisiert. Weiterhin, wurde der entwickelte cw OPO mit einem femtosekunden optischen Frequenzkamm kombiniert, um eine neue Idee für eine kohärente Verbindung zwischen dem sichtbaren und dem infraroten Spektralbereich zu realisieren. Als erste Demonstration dieser Technologie wurde ein direkter absoluter Frequenzvergleich zwischen einem Jod-stabilisierten Laser bei 532 nm und einem Methan-stabilisierten Laser bei 3390 nm durchgeführt. / This thesis presents a continuous-wave optical parametric oscillator (cw OPO), specially developed for high-resolution Doppler-free molecular spectroscopy and metrology. The basic objective was to solve the long-standing problem of controlled access to any desired wavelength in the wide emission range of OPOs, including the ability to precisely tune the output frequency over the molecular and atomic transitions of interest. The system implemented during this work fully achieves these goals and its performance was demonstrated in various measurements and applications. For this aim, a new design for the OPO cavity with an intracavity etalon was implemented, extending the concept of a cw singly resonant OPO with resonated pump wave. The newly developed device demonstrates very good long-term stability and spectral properties, which were determined in direct beat frequency measurements with a methane infrared optical frequency standard. Thus, an idler radiation linewidth of 12 kHz and mode-hop-free operation of the OPO over several days were observed. Furthermore, it was shown that an OPO can be phase locked to a highly stable optical reference and thus much more precisely controlled and tuned. As the first successful application of OPOs in Doppler-free spectroscopy, a frequency modulation spectroscopy setup for detection of sub-Doppler resonances in methane was implemented. Furthermore, the developed cw OPO was integrated with a femtosecond optical frequency comb to realize a new concept for a coherent link between the visible and infrared spectral ranges. As a first demonstration of this technique, a direct absolute frequency comparison between an iodine stabilized laser at 532 nm and a methane stabilized laser at 3390 nm was performed.

In der Arbeit werden normativ-technische und verfahrenstechnische Voraussetzungen zur Richtighaltung von Kreisformmessgeräten dargelegt. Dazu wird ein umfassendes Begriffssystem für die allgemeine Beschreibung von Bewegungsabweichungen von bewegten Bauteilen an Werkzeugmaschinen oder Formmessgeräten, z.B. Kreisformmessgeräten, als Grundlage für ihre Tolerierung und Messung vorgeschlagen. Bekannte Messverfahren zur Bestimmung von Rotationsabweichungen der Spindel von Kreisformmessgeräten werden theoretisch und praktisch untersucht. Es wird ein neues Messverfahren, das kontinuierliche Relativlagenmessverfahren, entwickelt und ebenfalls untersucht. Die untersuchten Messverfahren zur Bestimmung von Rotationsabweichungen ermöglichen verschiedene Messunsicherheiten bis zu weniger als 0,02 µm. Vorschläge für die Gestaltung des Prüfschemas zur Richtighaltung von Kreisformmessgeräten werden unterbreitet. auch unter: Zentralbibliothek/Magazin/MPF1443:Verzeichnis der verwendeten Abkuerzungen V Vorwort VII 1. Einleitung 1 2. Grundlagen der radiusbezogenen Kreisformmessung 2 2.1. Eliminierung der Exzentrizitaet 2 2.2. Messunsicherheit der Kreisformmessung 3 2.3. Bewegung eines rotierenden Teiles 3 3. Begriffe und Definitionen zur Bewegung eines Teiles 5 3.1. Allgemeine Bemerkungen 5 3.2. Internationaler Stand 9 3.2.1. Bekannte Begriffe und Definitionen fuer die Bewegung eines Teiles 10 3.2.2. Bekannte Begriffe und Definitionen fuer die Bewegung eines rotierenden Teiles 11 3.2.3. Einschaetzung 14 3.3. Aufgabenstellung zur Erarbeitung von Begriffen und Definitionen 15 3.4. Vorschlag fuer neue Begriffe und Definitionen 16 3.4.1. Vorbemerkungen 16 3.4.2. Begriffe fuer die Verschiebung eines Punktes eines bewegten Teiles 19 3.4.2.1. Begriffe fuer die allgemeine Bewegung 19 3.4.2.2. Begriffe fuer die Rotation 21 3.4.2.3. Begriffe fuer die Translation 23 3.4.2.4. Erlaeuterungen zu den Begriffen 25 3.4.3. Begriffe fuer die Verdrehung einer Strecke eines bewegten Teiles 31 3.4.3.1. Begriffe fuer die allgemeine Bewegung 31 3.4.3.2. Begriffe fuer die Rotation und Translation 37 3.4.3.3. Erlaeuterungen zu den Begriffen 37 3.5. Vergleich und Einschaetzung der neuen Definitionen 43 3.6. Zeichnungsangaben von Bewegungs- und Verdrehungsabweichungen 49 4. Messverfahren zur Bestimmung von Rotationsabweichungen 51 4.1. Theoretische Untersuchungen 52 4.1.1. Vergleichsmessverfahren 53 4.1.2. Mehrlagenmessverfahren 54 4.1.2.1. Umkehrmessverfahren 55 4.1.2.2. Relativlagenmessverfahren 57 4.1.2.2.1. Relativlagenmessverfahren mit zwei Messstellungen 58 4.1.2.2.2. Relativlagenmessverfahren mit punktweiser Berechnung 59 4.1.2.2.3. Relativlagenmessverfahren mit Fourier-Reihen- Berechnung 60 4.1.2.3. Kontinuierliches Relativlagenmessverfahren 61 4.1.3. Weitere Messverfahren 64 4.1.3.1. Frequenztrennmessverfahren 64 4.1.3.2. Fotodiodensignalmessverfahren 65 4.1.4. Einschaetzung 66 4.2. Messtechnische Untersuchungen 67 4.2.1. Relativlagenmessverfahren mit punktweiser Berechnung 68 4.2.2. Vergleichsmessverfahren 73 4.2.3. Kontinuierliches Relativlagenmessverfahren 76 4.2.4. Einschaetzung 86 4.3. Messverfahren zur Richtighaltung von Kreisformmessgeraeten 87 5. Metrologische Richtighaltung 88 5.1. Pruefschema fuer Kreisformmessgeraete 90 5.1.1. Spezialnormal der Laenge fuer die Kreisform 91 5.1.2. Referenznormale 91 5.1.3. Arbeitsmessmittel 92 5.2. Pruefvorschriften fuer Kreisformmessmittel 93 5.2.1. Pruefvorschriften fuer die Eichung der Haupt- normale 93 5.2.2. Betriebliche Pruefvorschriften fuer Kreisformmessgeraete 93 5.3. Einschaetzung 95 6. Weitere Aufgaben 95 Verzeichnis der Anmerkungen 97 Literaturverzeichnis 98 Verzeichnis der Abbildungen 105 Verzeichnis der Anlagen 108 Anlagen 110 Thesen

The master thesis deals with the facelift of the forecourt of the Dukovany Nuclear Power Station . This space consists of supporting functions for the main working such as administrative, metrology, stocks, cloakrooms and services. There is also the station for the buses, which carry employees to and from work, the regular bus station and parking lots. The forecourt of the power station is now inconvenient from a functional point of view, because the capacity of the existing buildings and parking lots is insufficient; and also from aesthetic point of view, because the buildings from 70’s don’t look good anymore, the parking consists of the large asphalt areas and there is no representative anteroom in front of the main entry, which should be there in view of the significance of the power station. In the study I deal with these problems by the complex reconstruction of the area, I replace the huge asphalt parking lots with the parking houses, create the administrative zone with the public place in front of the main entry to the plant, extend the capacities for the particular functions and add the new required functions (kindergaten, other services). The result of this conversion is the area with the particular functional zones with the representative forecourt in front of the main entry and with the enough space for each of the functions. This work follows up the last semester urbanist-architectonic study. The diploma thesis focus on the improvements of the weaker parts of the prime study and on the elaboration of the architectural study of the adminstrative zone with services.