Kurzfassung
Die Entwicklung von Speicherringen der n¨achsten Generation, wie dem e+/e- Future Circular
Collider (FCC-ee) mit einem Umfang von etwa 90 km, zielt darauf ab, beispiellose
Leuchtkraft und Strahlgr¨oße zu erreichen. Eine bedeutende Herausforderung besteht in
der Korrektur der Optik, die zunehmend schwieriger wird, wenn wir niedrigere Emittanzen
anstreben. Der Einsatz st¨arkerer Quadrupole und Sextupole macht diese Maschinen besonders
empfindlich gegen¨uber Fehlern in der Magnetausrichtung, die die Leistung erheblich
beeintr¨achtigen k¨onnen. Diese Studie untersucht Methoden zur Optikkorrektur, um diese
Herausforderungen zu bew¨altigen. Wir untersuchten die Auswirkungen von Ausrichtungsfehlern
der Magnete im Bogen und in der Interaktionsregion (IR) in zwei Optikoptionen f¨ur
den FCC-ee: Baseline und LCCO @ Z-Energie. Um realistische Ausrichtungstoleranzen
festzulegen, entwickelten wir eine Abfolge von Korrekturschritten mithilfe des Python Accelerator
Toolbox (PyAT), um die Optik zu korrigieren, die nominale Emittanz zu erreichen
und die Dynamische Apertur (DA) zu optimieren. Zun¨achst konzentrierten wir
uns auf die Methode LOCO (Linear Optics from Closed Orbit), die die gemessene Orbit
Response Matrix (ORM) an das Lattice-Modell anpasst, um optimale Parameter wie
die Quadrupolst¨arken zu bestimmen. Wir implementierten einen Python-basierten numerischen
Code zur LOCO-Korrektur und bewerteten dessen Wirksamkeit f¨ur den FCCee.
Vorl¨aufige Ergebnisse zeigen erfolgreiche Optikkorrekturen. Wir verglichen auch LOCO
mit der Phasenvorschub und RDTs-Optikkorrektur und stellten fest, dass letztere bei der
Erreichung der Entwurfs-Emittanzwerte und einer großen DA-Fl¨ache f¨ur realistische Ausrichtungstoleranzen
in den untersuchten F¨allen besser abschnitt. Der Code wurde weiter
optimiert und erweitert, um realistischere Szenarien zu ber¨ucksichtigen. Dar¨uber hinaus
wendeten wir LOCO auf das PETRA IV Lattice an und integrierten den Code in die Python Simulated Commissioning toolkit for Synchrotrons (PySC).
The development of ultra-low emittance storage rings, such as the e+/e- Future Circular Collider (FCC-ee) with a circumference of about 90 km, aims to achieve unprecedented luminosity and beam size. One significant challenge is correcting the optics, which becomes increasingly difficult as we target lower emittances. The use of stronger quadrupoles and sextupoles makes these machines particularly sensitive to misalignments, which can severely impact performance. This study investigates optics correction methods to address these challenges. We examined the impact of arc and Interaction Region (IR) magnet alignment errors in two optics design options for the FCC-ee, called Baseline and Local Chromatic Correction Optics (LCCO). To establish realistic alignment tolerances, we developed a sequence of correction steps using the Python Accelerator Toolbox (PyAT) to correct the lattice optics, achieve nominal emittance, and large Dynamic Aperture (DA). We focused initially on the Linear Optics from Closed Orbit (LOCO) method, which fits the measured Orbit Response Matrix (ORM) to the lattice model to determine optimal parameters such as quadrupole strengths. We implemented a Python-based numerical code for LOCO correction and evaluated its effectiveness for the FCC-ee. Preliminary results indicate successful optics corrections. We also compared LOCO with phase advance + ηx and coupling Resonance Driving Terms (RDTs) + ηy optics correction, finding that the latter performed better in achieving design emittance values and a large DA area for realistic alignment tolerances, for the studied cases. The code was further optimized and expanded to include more realistic scenarios. Additionally, we applied LOCO to PETRA IV -a fourth generation light source upgrade, and integrated the code into the Python Simulated Commissioning toolkit for Synchrotrons (PySC).