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Laser-initiierte Freie Elektronen Laser (FEL) und Energy Recovery Linearbeschleuniger (ERL) erfordern höchste Stabilität der beschleunigten Elektronenpakete. Die zeitliche Streuung der Elektronenpakete und die mittlere Energieabweichung in den Undulatoren sollten in der Grössenordnung von Femtosekunden bzw. im Promille Bereich liegen. Das erfordert eine Regelung der Hochfrequenz (HF) Beschleunigungsfelder in den supraleitenden Hohlraumresonatoren bis zu 0.02° Phasen- und 1e-4 Amplitudengenauigkeit. Die TESLA Resonatoren des 2.3 GeV Linearbeschleunigers des geplanten BESSY-FEL sollen im Dauerstrichbetrieb bei geringer Strahllast betrieben werden. Die HF Resonanzbreite ist folglich sehr schmalbandig und liegt im Bereich von 10 Hertz. Um die erreichbare Feldstabilität zu erfassen, wurden die Resonatoren einem umfangreichen Messprogramm in der HoBiCaT Testanlage unterzogen. Eine Charakterisierung der vollständigen Resonatoreinheit hinsichtlich der mechanischen Verstimmung durch Mikrophonie, statische -und dynamische Lorentzkraftverstimmung, ihrer mechanischen Eigenschaften und HF-System Rauschen erbrachte wichtige Daten, um die zu erwartende Feld -und somit Strahlstabilität im Linac zu simulieren. Die gemessene Mikrophonie betrug 1-5 Hz rms, ist somit eine dominante Fehlergröße und wirkt sich limitierend auf die Strahlstabilität im Linac aus. Um sie zu minimieren, wurden aktive Dämpfungsmethoden entwickelt. Dazu wurden unterschiedliche mechanische Abstimmungssysteme mit integrierten Piezoelementen getestet. Ein adaptiver, vorauskompensierender Regelungsalgorithmus wurde entwickelt, welcher die gemessene Transferfunktion der Abstimmvorrichtung beinhaltet. Damit wurde eine Kompensierung der Mikrophonie um einem Faktor von zwei bis sieben erreicht. Die Einbeziehung dieser Regelung in die Linacsimulationen zeigte, dass diese einen wichtigen Beitrag zur Erreichbarkeit der benötigten Strahlstabilität für zukünftige FELs und ERLs darstellt. / In seeded High-Gain-Harmonic-Generation free electron lasers or energy recovery linear accelerators the requirements for the bunch-to-bunch timing and energy jitter of the beam are in the femtosecond and per mill regime. This implies the ability to control the cavity radio-frequency (RF) field to an accuracy of 0.02° in phase and up to 1e-4 in amplitude. For the planned BESSY-FEL it is envisaged to operate 144 superconducting 1.3 GHz cavities of the 2.3 GeV driver linac in continuous wave mode and at a low beam current. The cavity resonance comprises a very narrow bandwidth of the order of tens of Hertz. Such cavities have been characterized under accelerator like conditions in the HoBiCaT test facility. It was possible to measure the error sources affecting the field stability in continuous wave (CW) operation. Microphonics, the main error source for a mechanical detuning of the cavities, lead to an average fluctuation of the cavity resonance of 1-5 Hz rms. Furthermore, the static and dynamic Lorentz force detuning and the helium pressure dependance of the cavity resonance have been measured. Single cavity RF control and linac bunch-to-bunch longitudinal phase space modeling containing the measured properties showed, that it is advisable to find means to minimize the microphonics detuning by mechanical tuning. Thus, several fast tuning systems have been tested for CW operation. These tuners consist of a motor driven lever for slow and coarse tuning and a piezo that is integrated into the tuner support for fast and fine tuning. Regarding the analysis of the detuning spectrum an adaptive feedforward method based on the least-mean-square filter algorithm has been developed for fast cavity tuning. A detuning compensation between a factor of two and up to a factor of seven has been achieved. Modeling the complete system including the fast tuning scheme, showed that the requirements of the BESSY-FEL are attainable.

Les dernières années ont laissé place à de nombreuses avancées médicales, montrant de plus en plus d’intérêt à l’amélioration des modalités de soin et du cadre de vie des patients, en apportant plus d’efficacité et moins de risque. Dans ce contexte, trois études de recherche clinique ont été menées avec le potentiel microphonique cochléaire (PMC) pour évaluer les capacités de cette réponse cochléaire dans des applications médicales originales et proposer des outils de surveillance de grand intérêt pour la prise en charge des patients. La première étude s’est intéressée à la survenue de surdités suite aux exérèses de neurinome de l’acoustique, notamment les pertes auditives d’origine vasculaire. L’amplitude du PMC a détecté tous les événements chirurgicaux responsables de l’altération de la vascularisation cochléaire et a ainsi fourni une meilleure compréhension de l’origine des pertes auditives lors des chirurgies dans l’angle pontocérébelleux. Les deux autres études ont porté sur la fiabilité d’un monitorage non invasif de la pression intracrânienne (PIC) par la phase du PMC sur une longue période de suivi, chez des patients pour lesquels il est attendu une variation de la PIC. Le PMC a montré une bonne capacité à détecter les variations de la PIC au cours du temps, aussi bien lors d’une installation lente d’une PIC élevée (progression de gliome malin) que lors de l’apparition transitoire et aiguë d’une PIC augmentée (hypertension intracrânienne, hydrocéphalie).Plusieurs observations parfois inattendues ont été obtenues avec le PMC et ouvrent de nouvelles pistes d’intérêt et de réflexion sur les mécanismes de fonctionnement de la PIC ou de la cochlée. Parmi elles : une répercussion épisodique de l’embolisation des anévrysmes cérébraux sur la PIC, l’aptitude de la phase du PMC à prédire la survenue prochaine d’une crise de Menière et la possible prédiction préopératoire d’une fragilité cochléaire au fraisage du conduit auditif interne quand le signal IRM des fluides cochléaires du côté affecté (par le neurinome de l’acoustique) est hypointense. / The last years, healthcare and living conditions of patients have been of growing interest in medical advances with the goal to bring more efficiency and less risk. In this context, three clinical researches have been conducted with cochlear microphonic potential (CMP) to assess the abilities of this cochlear response in unusual medical applications and propose monitoring tools of major interests for patients’ management.The first study is interested in the occurrence of deafness following vestibular schwannoma resection, in particular hearing loss due to vascular origin. The CMP amplitude detected all the surgical events responsible for the alteration of the cochlear vascularization and thus provided a better understanding of the origin of the hearing losses during surgeries in the cerebellopontine angle.The other two studies examined the reliability of non-invasive intracranial pressure (ICP) monitoring, by the CMP phase, over a long period to follow patients for whom a change in ICP is expected. The CMP has shown good ability to detect changes in ICP over time, both in a slow installation of a high ICP (progression of malignant glioma) and in the transient and acute onset of increased ICP (intracranial hypertension, hydrocephalus).Several observations, sometimes unexpected, have been obtained with the CMP and open up new track of interest and reflections on the mechanisms of ICP and cochlea functioning. These discoveries included: episodic repercussion of cerebral aneurysm embolization on ICP, ability of CMP phase to predict the next occurrence of a Meniere crisis, and preoperative prediction of cochlear fragility during the drilling of the internal auditory meatus when the MRI signal of the cochlear fluids on the affected side (vestibular schwannoma) is hypointense.