Kurzfassung
In der hier vorliegenden Arbeit wird ein Freie-Elektronen-Laser-Oszillator im Spektralbereich des Röntgenlichts (XFELO) für den European XFEL vorgestellt. Eine Oszillatoranordnung besteht aus mindestens zwei Bragg-beugenden Kristallen, hier aus Diamant und einem Undulator. Diamant hat den Vorteil einer sehr hohen Reflektivität und die höchste der bekannten Wärmleitfähigkeiten, die auch notwendig ist, damit die absorbierte Energie der Photonenpulse schnell abgeführt werden kann. Im Rahmen dieser Arbeit wird der prinzipielle Aufbau eines XFELOs für den European XFEL und der Verstärkungsprozess eines XFELOs getrieben mit Elektronenpaketen des European XFELs beschrieben. Auswirkungen auf den FEL-Prozess im Hinblick auf Störungen und Abweichungen des Elektronenpakets oder der Oszillatoranordnung werden untersucht. Des Weiteren wird die Temperaturentwicklung in den Kristallen diskutiert. Eine Erweiterung der XFELO-Berechnung unter Berücksichtigung der Erwärmung der Kristalle wird vorgestellt. Ein experimenteller Aufbau ist geplant und umgesetzt worden und wird hier beschrieben. Der experimentelle Aufbau dient der Untersuchung der Temperaturentwicklung der Kristalle unter simulierten XFELO-Bedingungen.
In this thesis an X-ray free electron laser oscillator for the European XFEL is described. Such an oscillator consists of at least two Bragg deflecting crystals, in this content two or four Diamond crystals, focussing mirrors and an undulator. The advantage of Diamond is caused by the high reflectivity and the high thermal conductivity, which is necessary for dissipate the absorbed energy out of the center of the crystal. In context of this thesis the principle layout of an XFELO for the European XFEL and the FEL process is presented. Effects on the FEL process due to the disturbances of the electron beam or the XFELO cavity are discussed. As second aspect the thermal evolution in the crystal under absorbed XFELO-pulses is investigated. An experiment for the investigation of the thermal evolution of crystals under simulated XFELO conditions is presented.