"$%%&')*,.%/ %12 *43 3 "$%%&')*, %% ) *63 78):<> 7 D E)< G./ *4 D "$%%H C1 L

Transcript

1 "$&% ') *, % / :<>@CD@.8E7GH@CLL NOL727@C.14LR go.8h_>e2 LhjiO[4R8_D@CGk8llm

2 "$%%&')*,.%/ %12 *43 3 "$%%&')*, %% ) *63 78):<> 7 D E)< G./ *4 D "$%%H C1 L

3 % 33 3 ' E 3 "%$4 G )& 33 " " '%).ED3 " * ). 3*4 *, G/. * H $ G "1 * E 33 E 3 3@ " 3 ). " % " 2D E *4 H 3' * 4%. 3.H. E 768 " H" 2D E ). E@3@ ><, G/. *.ED3 "C ).& '&1 3" *4," " " 1% " 2D E 3 ). E@3 >@ DCEHG 3.3' D2 " "N$ G *O <D" * '% &<3. R% H, G/. *. UT*%V) ') 3< $ G / ' /* ' % ')3< *4.< 33.% E)* / " 2D/ / / G ')3< *[' H <. H *\68. %2D/ * *4 :4/ H % DV. ><, G/. * &&<3.C] *4%2. ' " 4 *4.TD / * ')3< < /3' *4.14 *% / " 2D/ *3 H

4

5

6 <D4 %% E) 31 < 4.. H3% " *6 % < %% 3 2*4*43 H 2 3. ') " *4@. E, " * E 4.E 3 *43 %1 4," *, ".1*43 3 H * *4 %43, " 3@ 3

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

8 *423% E < % <*1E " *4.E&3.E *1E3% % *4H% *1E1 E E E)334*4. ) ', ED *4 E E) " *4 *42% < *1E ",." " 1 *4 ') E) E). *4 )) % E) 2% % E) ] H )< *4 *4 *4 E <. *4 ' 3 *4 % H "&H * *4' % < " " *

9 : E E 7.7, > : "& 2 2. " $&%' *),./ C:<&C E C E8 EH >).7 : >) "&/7 H&'DE)* 2 8 >), G >) /)$% >) < & 2D* H C C C CE L E8 EH.7 H3 " /)$% > 3 " C %2D E& /) % $ ) " " 3 3*4 2 2 >)7 <, % H% "' NG ). E 2 >> 6 : )< ><

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

11 : G, *4H33, ) G < & " ]:/, %2D 2 2 7H &% 4 C 7 L<&C <&C C 7.7 H "& E) H 7 >, *4 * 2 2 7HD8 : 7 7 < L > > 7 % D@LE8 ' G C& C G C

12

13 CHTER 1, 3,3% % " " % *41*43 % 3 "% 7 % ". *..E 'D %, ) 3 % "H3% 3E) % 3 ) 3*4 )%) 'D %, '*43 "& *4)* 23 2D E *4) 3@% " 3% 3 )) 4 *42 "&/2D D] H U@R ' 3 3,. 7H & G "1 * *42@ E@3E)*4*. E % "%$. "1 * E E2 2 "D H & "' > 4 G **4. E 7 *)) *,.. )' *.E2*43*4 E27H] 3 *4 *4 H % "/ "%$ * 3 ' H,33 7 /]/2143%6478:"<*384>@<C14>ED*<*<*GD*H*6 D LD*>@<14>@7.384>@3761 * 2" * *ON 7 % E " ' &G ). 47.7R 3% *4 " ) 3. " >< G 7 "L< 4 G TVU./"[\R^]_U4` ` acb@a U4dedRfg4hacbVb@"[.fLij[.klU4dRgR^]_U4d"bma nrdeboqpn"[.fr%besu.trurfu.u4d"bv wx\y{z% }~bme[.d"irb{tu4fvx y drfg4hez nru*fe]_u4d"i%n"]a drg a drl[.fv} ]]_` fe[u4flv ƒ R ˆ_ŠŒŽŽ ƒ _ ˆ_Š % { Œ ^ / %ƒ. Žˆ %Š Šˆª^ Žˆ_Šƒª Š.«ƒ _ Ž Š *

14 H% 327. ) >, G/. * 3 G ).1 ) E 3 % * 2> * 3 3% ). E 2D% % E 2D%. E " ' D<) < 1% >, G/. *.1 E 3 ). E 3 < 3 E., 3 **4.'D ' 32 " *4@ 13)' % 1*43% 4* * 3. 3% 8 ' < N " " % < " 2 *.. % " 3 E * 3 " :4 E 3 " 47 /]/ ).' * *4. *4 : 23% E 23" * "&3 ). 2. E " ) % *43 %.EE ' 3 E" < 1 G G ).2.E 2 "><3, G/. > )' 3 )2:4 ".E.2 *4 ' >< 4 G 7 E. *4)'% ). E " 33% E * ƒ R ˆ_Š Ž * ƒ _ Ž _ƒ R ˆ_%Š % ^ ^ 4@Š./. ƒ _ƒ Š.ªe % ^ Š Ž Š.ª eÿˆ_ «_ƒ R ªŠˆƒ Š.ª Š. ƒ _ƒ Š.ª Šˆ_Š * R Š.«*ž&ª_ ŸŠˆ ƒ«š.ƒ % m\ Šª_ ˆ_ %Š % Š. ƒ _ƒ Š.ª %ª ŠŠ.2Ÿˆ_ŠŸ Žˆ_Š.«*ž Š.&ƒ %Š _ƒ 2. *4 )" )/ /, G/. * N 74 ' ) 3 *4. G/. * ] 'D. " ) ). ".ED 3 H* " & 7 V." E3*4* % H &2 G ).& 1 E, G/. *N 7 " E 3 * "%$4 G ) " ' N 7 &.ED3 ). E

15 7.7., E acc [V/m] ƒ R ˆ_ŠŽ * ƒ _ Ž _ƒ R ˆ_%Š^ % ˆ_ŠŠŠ. Š. ˆ_ %Ÿ Rƒª Š.«Ž ª_ƒ R Š@Š.. ƒ _ƒ Š.ª m Š Š.ª _ª.%Š ŠŠ. ŸŠˆ_ %ˆŠ.«ƒ «ƒ Šˆ_Š." Œž% Rª _ Ž _ª& %««Šêª_ƒ " _ ž«ƒ Šˆ_Š." Š.ƒ Š.ŸŠˆ Ž _ ˆ_Š.ª " 1 " ' $'" 3 1*43 33 % '% 2 ). *4) & 2* V 3. *4) E)* /) " "& %'% E *4) % " * 2E2." % " 2D E ") ). /) " 22D% 2 " *4 ><, G/. *3'3 ).2 % % " 2D E % %, 4 %, 2D)/ 3 "%77Ä ) G ). :4 3*4. :4 ). E3 ' $ " <, G/. " 2 *2*43 '.%..E' % " 2D E * /..E " 2D E % /7 " 3/) " 2D E@ 2 ". "H % % 2 4* *4/ 3 H*. ).1 *. ). E13% N ')< G GR H ' %. 3 "8G C ).H H. E 68 % *% "3 x Rx y{z% } x Lbm [4]_a ` a mh&"[4b*d2b@_^nru2[ y{zurfužaci%a drgera d%tfe[4bmfn"]nrftu4f][ža mh U [.feirbra g4rf\g4fe[4i%a deb x\x " v

16 H% 327. ) 3. " 33% 4E.ED323 )H E" H$1 G, H3 " 3 ). 3*44 % 'H. 2D " "2> " 3 * 4 %13 ) 3. E ". < ). E ). E 3' 3 % )..E@ 7@G G G 1 " 1% " 2D E 3 ). E 3 3" *4 " H23 23 H3.E4.)@ 3% %% 3 " 3% % 3 > ) 2D " 3 ). E 3 U /) " "%3 ).. 2D" H " /) "... 3/) 1 4, 12% 33 ) " * 2*4% % " G ). E H% 3 "H3% ) 3 43 E "&23 E)3 " 2 ' % 33 " ' 3 % 3< 1.H*4)%" 3 * ).. *4) 3 ) 4% " 4 ' 23 22D &% 3 1* " ). H% 3 6 *4313 *4 *4 3 1 V*4 " *43 " *4) 3 ). E % E " ) *4).)%) ). " 3 % H3 % 38 *4 *43 " 1 *4) *43 ", " E 3 H% 3U$2H 7 %4CE)* % 3 " 2 3 2*4)4% *43,3) % 32G, *4 33 " *43%. 2D*4 % *43 " '.E H 3 E)33 ' % 4 % ' & $C. E1" 2 * 2 " > >) * * 3 " 13 E)3 133 *4 *43 * 13 % 37 %.E'D% 377.1*4* )<1"

17 RT Hetank piezo bellow cavity flexible [" % $ )' *j) ) $ $&<

18 CHTER 2 " N % 3 ) 2D "3 3 " 3 ).& 33 2D % E)* * V 13 ). *43@ /) " "C%' E *4) E)*4% " * "C ). E " *. % " 1*4)" 2D E.4 3',, " % " 2D E % 33 ' U /) " C4 " ). E4% *43. 3% " % * H4 ). E'DH 'D 2D.% ).2*' & $C. E% LN 7 G <% ).H 33' 3 4 H>, G/. * ] ' E@ " 3 ). E. 2D% " '" " 3 " T%.E,@ " " 13 ) @ " % 7 %. 3% *4, 4>).7 " 34 ). E,.1*4%. ')2D.E * 4 3% 3 7 % 33 *.E 7 '" * $ 1 " * C 3 " 3% 13 ' * % D% G < C 3. * V 3.1H "% 3 <1 7 ]/ *43. 43% % "C % 2D 33 * V. 4 % * 2 *43.1 3% E E)* 3 1 " * 3* 2D*4 E)*

19 >) "&/7 H&'DE)* fill time flat top duration amplitude [arb. unit] input power beam current accelerating voltage accelerating phase time [µs] cavity detuning ƒ R ˆ_Š *Ž Š.& Ž _ƒj ƒ Š % \Ž Žˆƒ R ªŸ Žˆ %Š Šˆª ƒc Žˆ_Šeˆ_Š. Ž Š.«C ŠjŸ ªŠ.«C. Š.«ª m œ/ Š ^ / šœ^@ Š.ª E@ %\ Š %Š. Šˆ Ž _ƒ Š.«jƒª ƒˆ_š. %ªŠ.«j«ˆƒ &ª ƒ e _ƒš R Š.«2*ž &ª^ Rª _ %" %ˆ %«ƒ Š." ƒ Š. % %Š. Šˆ Ž _ƒ R 1 4* V " %@3% 3 ). E * % %@ "&2 * *4) "& *4)% 2" 2D E, ) "1 ). E % 1" 2D E E )% *4% ) j *43)'D 44E *4 3U /" " ). E %' 4 >) >).2 '. *43. 3% "@<8 > 'C3..E N 74 4 E.@ E@3 *4." ' & <7 E@ N 74 E)* % 433 4E "*. %%.E' *4% 3% & /" * 3.." *63 3 " E *43 E " " 4" " 1* % 3. " 3% *4." N 3..@433 E " % <@.7 %4CE)* % 3 " 3 3 " 3 ). 1 &*41 " E)* >) >) *% "" % < " " 4 / * " % "43 " ).N ')8G$R ) <.E) " ).' " &.E ".)% ). E % 3' " 2 * % E 3% " % * *43

20 H% 3>. :3 3 /)$% vector modulator 1.3 GHz klystron power transmission line m DC DC Re cryomodule GHz 2 khz f 1 Hz s... DC... 2 khz DC cryomodule 2... DC... DC feed forward table gain table calibrated vectorsum Re setpoint table m digital low pass filter ƒ R ˆ_Š * * Š.& Ž _ƒ % { Šj«ƒ Rƒ _ % ^ ^ ~ R" ˆ_ Rªž ª Š. D system m 3,E *4) "4 4 3) "&" 3 1>) /]/ % ).*4 ) 3< 3, % 2 7 /]/ ). E 3 % *4 4" ) 2D E $ " >< <]/ & $ %% " C *43. 43% " * "& %4%& N ') G$" $ % *43. 2 " 7, ]/.E 12D *43@. G 3% & 1* % E 3% "&2 ). E *433 2.)% ). E% *.3 E > >* E) * "%. E. 3%. 33%" % < /E *4 *6" * 3 "& 2 2 *.3 E@* " *. % "% " % < 3 3 /@ " E@*4 "& 3 %" " % < % " " % 3..E 3%@ ".E." 3% *4

21 >)., 3. % %@%" 24 " % * % E 3% " % * %% " 7 2 E 3% H %%& V.)% " <.E) ) *4) " N ')8G$R ".E 1 &*41 E " )3 <'D. E %.E) ** " % < **4. $N ')8G$". *4 *4 7 %. $ 4 '%* % ")" % < " " 1 % :4.E. 3 4 ' 2D* *4 E 3 %..&N 7 *43 4 '%% " %. E *.E42 / "&" % %'< *43 ΠT%.E13 ). 3. * *2D%. E1" 3* U 2D%. E " N<) $ " ' <,3% *4 33 *.E > < %7. % *4) " E, >6 ]/ %." %."* ** H*43%, *4) " ) 2D E "7 /]/..). E "3 ). *4% " * " ). E E 7 *3'.% " 2D E, 2E, 33 *.E 7< ]/ N 74 ' *4%, %, 3 ).% <D " *4* * < * 34*4% % )%*4% ) " 42 ).) 33 E)* " E' * 33 *. ), " ). E*4) % " 2D E "C ). E *43.@ *43. 3% V. "& %' % 33@E " % < *43& C 7 % %,*4, 7 3]/ *42N ')8G$" ' 2* 4 ). EE)* 3 * " *43'D/' G % ). E % 3 4D ) *4) *4)% 2 E & *4) 4 " *4)" 2D E % H *4 ) 1 3% ) )< )3 >) 1 " *4 1" 2D E % 2 ' 1 >) 3 * "*4 3 >) 1" %2 % % *4% E1" " 2D' ) " 2D " *63*43 * *43 2D "*4% ). E *4) *4% % >$8 ]/ 1.7 " 2D "H. *4% )2 ). E3$7 *4 3 H*43H*.E4*4) 2 % 2" 2D E@" *63 3'%.23

22 H% 3>. :3 3 /)$% detuning [Hz] a) πmode frequency variation time [s] b) frequency spread σ Hz 1 1 detuning [Hz] ƒ R ˆ_Š * *V Žˆƒ Ž _ƒ R& % «Š^ ˆ_Š* Š.žƒ& ^ / šœ4@š.. ƒ&ƒª\ %ŸŠˆ Ž Š.«ƒ2@ «Šƒ2 Œ Š.ª E@ˆ_ž% Rª _ Ž V Žˆƒ Ž _ƒ R«Šl &ƒˆ_ %Ÿ Rƒª/ %ª^ _ƒ R % _ƒš% ^Š.ª R %Š ˆ_Š* Š.ž ªŸˆ_Š. %«f 12 1 Hesystem mechanical resonance amplitude [Hz] pumps frequency [Hz] ƒ R ˆ_Š* *ŸŠ. ˆ % Š ˆ_Š* Š.žCŽ Žˆƒ Ž _ƒ R«ŠŒ C&ƒˆ_ %Ÿ Rƒª ƒ R ˆ_Š * * ƒªª ƒ *43 '%% *43. "&2 ). E) ). E ) 3 ' %2 3 * "1*43 7 % 4" *4% " 2D &E *43.& "%. 3 " * ). E2 ). E' 3@ "&2 ). /74% Œ 2 * % ). E /) " 2 ). E " % 7. E N < 8<R 7,, >).7R

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pick up antenna stiffening ring HO coupler HO coupler power coupler 136 mm 126 mm ƒ R ˆ_Š * * ƒ«š ƒ Š % ŠC ^ / šœ4@š.^. ƒ ~& %ƒ Ÿ Šˆ R Ÿ Šˆ % %Š ƒ Šˆm %ˆ«Šˆ@ «Š R Ÿ Šˆª %«ª _ƒ Š.ƒ Œˆƒ Rª m

24 H% 3>. :3 3 /)$% a) Lorentzforce detuning detuning [Hz] flattop duration 2 V/m 2 V/m 3 V/m 6 fillingtime 7 8 R pulse duration 34 V/m time [usec] time [µs] b) frequency shift during 8 µs flat top measurement fit for ft.414 Hz/V/m) 2 1 frequency drift [Hz] E 2 [V/m) 2 ] acc ƒ R ˆ_Š* *Š. %ª_ ˆ_Š.«š %ˆ_Š." m %ˆŠ«Š _ ƒ «ˆƒ Ÿ ªŠ.«C %ŸŠˆ Ž _ƒ R % / 2 ^ / šœ4@š.. ƒ «ƒ Šˆ_Š." Ž Em %ŸC %Š. Šˆ Ž _ƒ %ˆ %«ƒ Š." _ª %«2 ŠlŸ ªŠ ª ˆ _ ˆ_Š % Š Š.«ƒªª ƒ R ˆ_Š *Ž ž %&ƒœš. ƒ %ˆ. l ˆ_Š* Š.žªƒ «ˆƒ Š Ž Em %Ÿ % Š Ÿ ªŠ^%Šˆª_ ª %Š. Šˆ Ž _ƒ e %ˆ %«ƒ Š." e Šª * Žˆ_Š%V Š ƒ Šª ª Šƒ Š. Žˆ _ƒ & 2D E %. E)% *4% ) >) 6 E)% *42% ) " /) " " ' NG. E' % 3 3 *4). C 3 *4) E) ). E 3) E.E" * 33 :.E * *4) 1 " *4]/ E *43' 3) ) " *43 " % '1" ",,@3.E /14 ',3,E /) H3). E% 33.E4.

25 >). /)$% " " 4 " /) " ') % 3 >) 6 " "E)% *4" 2D E1.". C 3 $C 3 " 3 /) " 1 % *4.E. *4 >) 6 2 " 2D E." 3 ", " 3 2 " 2 3 /) " 2D% " " 2D E,% 1E, 33 *.E >6]/4$ C 3,. ><, G/. * %, G/. * 33 *.E ]/ " 2D E % 4% *4 ' *42 ). E % E, ' > ]/~ %." %." * ** " ' $ ' % % 3' ). E *4% E4*4 *4. ' G ). H% *4 ). % 3 " 2D E % 4 >) 6N ')* %. >, G/. * H3 1 *4H "% /) " " 2D E % 4 >) < 2D "C /) " " 23 2D*4 *4 % ) " /) 3 3 ) 3 *4% 334 " ). E E)% *4 % )4 " ). E *4 "*4% *4)'. E / /) " % * % ). E % 3' % *42.. % 1" 2D E1 % *43 *4.E E)% *4H " HE 1 " 2D%,,,,, 7 > >) " *4)' H E *4% *4) 2D%. E1 2D%. E" " 1*4% *4) *4% *4 > " % *43 *4) %.1 /) " U /) 3 >) < T 2D% >) *4) 1E)% *4 % ) " /) " 1 2D1 <D *4% *4) 3% *4 1 " ). E, <. &*4 *42 " *4% *4) " 3 ' NG ). E 23

26 H% 3>. :3 3 /)$% *43.1 3% " % % < 32 C 3 " 3' * E ). :4@. E * % E E)* 2D ) 3 " < 3 *43. 3% 3 1 " ). E 2D E),. " 2 * $7 /]/ " ' ).& *4** 3 2D 2D% 3 " 2 *O 23 3%@23 ). E ] '."2 *4) " 2D E." " E '%.%3 * % % ). E7. E " / / ' 3% % 7 7, >) 6 E, <) $ ] 4. "1 ). E' * E, 4 %."%. " *4) % <D" % / /) " >) L)'. ) 3 4*44 4 *43@. >) 8' * ' $ 3% *4 <*, G.'7>) 8 *4 * C 3N 74 2D <.E) 3 23G ). E 4 3 " accelerating gradient [V/m] accelerating phase [ deg] detuning [2 Hz] a) R pulse parameter gradient phase detuning time [µs] power [k] b) input power time [µs] ƒ R ˆ_Š *" RŸ Š.«CŸ ªŠ ƒ e ^ / šœ^ Ÿ Žˆ %Š Šˆª Ä %Š. Šˆ Ž _ƒ l% R E Ž %Š/ * &œ.%šˆ Ž %ŠŠ. % ˆ_ˆ_Š." «ˆƒ Ž Em %Ÿ lœšˆ Ž _ƒ %ˆ %«ƒ Š." Ÿ %ªŠ %«. _ ƒ Œ%Šˆª_ ª _ƒš% ž ª ˆ_ R Ÿ ŠˆŸŠˆ4@Š.. ª _ƒš% * 43% " % 1@" 2D E 7 6 < ). E 4 < 3 " 1 4" > E@ /) 3] '

27 >) <. & 2D*4 *,C 3, " 1 3% 2D 3 < 3 " 6 < < ' 1>) 8 2) " * " *' G ). E' 2 1>) 6 %7' < 3 >, G/. *3' C 3 G < 3* % " *4) E, ' >6 ]/'N 7 4 /) " " 2D E % 2 "&2 ). EG < C 3@ 33 *.E *4 7H > _,]/ G < $ /' >8 ]/2 " H 7H 13% *4 " " 2D E % C 6 )' " G < $ < '%%C G < "&$ 'C. 4 *4 *4. 2D E " ). E " 333.E V' * **.%%3 H C 3 "3H >< $7 <*]/ >6*]/R_,l' 88') 2D% >) ' 3% " ) 3 "H7 8 ).E 88 ] '" ' $3% *4 l <, G/. * '$6 C 3 ' E, '> ]/'VN 7 * **.% 3 C 3 8'.E R % *43 % 3% E /) " 4, 32" 242D 3 * " *43. 3% 2 ", " "@ ). E * * 3 E@3 * 3 E@ 33 EN H G GR)'.%..E') /) " 1* *43 E " " 2D E C*4 " " 2D 23 :4 E@ "&/' H %.E' >) $ *43% >) 8) 3) "% "C33 3*4 " % 'C " % 3 4 a) R pulse parameter 7 b) input power accelerating gradient [V/m] accelerating phase [ deg] detuning [2 Hz] gradient detuning phase time [µs] power [k] time [µs] ƒ R ˆ_Š * * RŸ Š.«Ÿ ªŠ ƒ & ^ / šœ^ Ÿ Žˆ %Š Šˆª Ä %Š. Šˆ Ž _ƒ %ˆ «ƒ Š." *&œ.%šˆ Ž %Š2Š. % ˆ_ˆ_Š." e«ˆƒ Ž Em %Ÿ l ˆƒ Š Ž Em %Ÿ % ŠŸ ªŠ ŠŒš %ˆ_Š." m %ˆŠ&«Š _ ƒ ƒª %ª_ª_ Š.«ŠŒ RŸŠ.ª_ Ž Š.«*ž %ª ˆ_Š* Š.ž2 _ Šˆ. œšˆ Ž _ƒ j %ˆ %«ƒ Š." "Ÿ %ªŠ %«&. _ ƒ %Šˆª_ ª\ _ƒš% ž ª ˆ_ RŒŸ Šˆ ŸŠˆ 4@Š.. ª _ƒš%

28 CHTER 3 2 N 3 ) % 3. '%1" H" 2D E 2 13 ). E 3 C " 2D E.4 3 *43*4) E) " 2D E1 EU /) " &% " 3. %3*4.@13/) j Œ 3 ). E 3@ V " /) " * ). E / 1C 3 E4H 2D <.E) 3 *4*4/'D 2D% >) 6 1>) $ /) " 42 4" 4 "H ). E 1.E " 2' /) ) 1 " ). E " ] ' 4 3.:42*43 /) " " 2D E4." " 1*4)E4 E) " ). E.E.& :4 ).E 33.E " 4 )' *4) E) " 2D E." ) ). E,% 3.E, V' " " 2D E /) " 1C 3 3 ). /) 4 % 4) 2.E 3.*4' E13 )H% *4 &'1E)% *43 <]/%)' " 7 RŒ. EN O < G6R 433* < 3/ %. " " " 2D E 3/) /4E 123/ *422" *4 " *4. " 2D E '.7.%..E 3/ *4 ). E E *4) 4 " ]) ' ). E33.E)1.23/ *4% H. E " ). E " 2D E 3 " ). E ' G C ). E *4)" 2D E E 33 *.E 7<]/." ). E E 7 'en 74.E * ** 3/ < " " *4*4 1:4" 1*43 /) "

29 >. 3 " 4C %2D E& Hetank piezo bellow cavity Hetank piezo flexible tuning frame of motor tuner cavity bellow ƒ R ˆ_Š *ŽVˆƒƒ Ÿ ŠC % ~ %ª ˆ_Š* Š.ž _ Šˆ %ªŠ.«R Ÿƒ Š % ˆ %ª_ Ž %ˆª ŠŸƒ Š Ž Š. Š.Š." & %~Š2ƒ" Š %ˆ %/Ÿ Žˆ_ Œ % Š % %ˆ R" ˆ_ R Š.«ˆ_Š* Š.ž _ Šˆ ŸŸŠˆ R ˆ_Š %ˆ % _ Še ŠŒ. «Ž _ƒ & ŠŒ Š. % C % ŠŒ. ª_ ˆ_ˆ_ R «ƒ Šm%Š.ª_ªŠ. Šˆ R ˆ_Š Šj %««ƒ _ƒ R % % %ˆ R" ˆ_ R Š.«2 ˆ_Š* Š.ž _ Šˆ^ƒª^ % ^ª 3 *4) 3 44 ' 3 ) E4*431E 3/) % " " *4 ' ) *4. " 2D E 3)$ V 2 *4)" 2D E@ " ). E' 3/) 1% 1" 2D E 3 3 *43 % " 31*42 "13/) 2*133 E " *42 3]). : / % 2 3%)" % < " ')2D@ % "& <]/ % " ). E 74<]/ < %%.E' /) ", E 3)" * 3@,3 " " " 33 % 3. *4 *4 / %@ ' & $C. E~LN G$" 4. % 33 43/ ' >) 4E)% *4 % )2 " ). E E)* *4,E,*4 3 " ). *.13, 33 3/ E)*3' " 2 3/ *4 1 " * 1<D 3 3 1*4 /) " 143 *4) / *4 2D/ 34*43 ) " '." 133% *4 E.E 3%" ".

30 H% 3. C %2D E3& measured detuning optimized control table system model step response) pulsed operated cavity piezoelectric tuner ƒ R ˆ_Š * *Vˆƒƒ Ÿ Še % % %«ŽŸ _ƒ %Š& ŠŠ.«%ˆ/ Žˆ«ª_ Š.Š %ˆˆ_Š.ª R %Š ˆ_Š* Š.ž R" ˆ_ R «ˆƒ ŒŸ ªŠ.«%ŸŠˆ Ž _ƒ R / %ªŠ.«C RC &ªž ª Š. «Š. %«2 R ŠjŠ. %ª_ ˆ_Š.«C. _ ƒ ˆ_%Š «ˆƒ ŠVŸ ªŠ.ª. Š\% R _ Ž %Š/ ˆ_%ŠV ŽŸŸƒ Š.«l ^ ŠVŸƒ Š % ˆ %ª_ Ž %ˆƒª Ÿ«Ž Š.«Š ŠŠ. Š Ÿ ªŠ.ª \ 7 $$ 2D2 H % % 1 2D% / E) '." /.E, 33. % 33 E) " * "4E) 2 43/ 2 3. " % % % 4 *4 > 2E &)% E *4* %% O % %C V O ' : ) % O j % *4* *4 " N 7 & E) " " ) 1* & E)*4*4 H *43 /' 7< ".2 %N 7 H H* 3 " 1 33)1 O * *413/) O E). % E)*4*4 N 3 G. 3 % ) "% ' 3 *. 3, *. 3% O * C2 * % *.E 3*4*4@] ' E 33.E)2 % >< G/. *4* O * )3% %@ 3 &" H313) * C% * 3 / ' 3% "C 3H*4 * ' " /) * 'D * *4 2* 3% % < *4.' O % %.E 4 " * D E1 " O *44* E.E 43% C3 *4 "*. E. E, * " ".)%& E,'). % % E4 "2> 7 <D,* ** 3.@ 1 " 7 G N 7 E 33.E)41* **. O <.7 3% E 33 *.E 7 ). &.7. *4 3% *4 " 3/@ <' % 2,, 3) " "H33

31 . /) % a) tetragonalsymmetric crystal structure b 2 b) eiss domains of the T material 4 r/ti O 2 ƒ R ˆ_Š * *š Š. %«ƒ ˆ R Ž Š ^ƒ _ % Ž Š V ˆ ^ƒ ) & Ž Šˆƒ % Ž Šˆ Ÿ Rƒ Š ˆ Ž % R %c@ªž &Š ˆƒˆ_ž ª _ % ª ˆ _ ˆ_Šƒ «ƒ Ÿ R ŠŠ. ƒ R ˆ. Š.ƒª_ª/«R& %ƒªvƒ & Ž Šˆƒ % Ž ŠˆŸ Rƒ ƒ ˆ_Š.& % Š." ^Ÿ R Žˆƒ. Ž _ƒ R Ÿ Žˆ %Š Šˆ ƒ Ž % Š Š. % & % % _ƒ R Ž ^ˆ_ * R Š.Ÿ Œ % _ƒ R Ž ª _ƒ Š.ª_ª Ž ^ˆ_ * R Š.ŸŠˆ Ž _ ˆ_Š & ƒe R %«ŽŸ %ƒ _ %Še Ž ^ˆ_ * R Š.Ÿ ŽŸ %ƒ _ %Še Ž %ŸŠˆ Ž _ƒ Œ% R _ Ž %Š C { Ž Š *Ž Žˆ %Š Šˆª % j ŠŸƒ Š ~ª _ % ªŠ.«ƒ ŠŸˆ_ * % j % jÿˆƒƒ Ÿ ŠŠ ŸŠˆƒŠ." % š %ˆ_Š." m %ˆŠe«Š _ ƒ %Š. Ž _ƒ R ªŠŠjªŠ. _ƒ R * " E 3*4.) 3/ *4 " " 2D 3. % <.E@ " H /) ". 3 " 7*4'1" 32 " 3/) H2D%%.E " 332 "H3/) % % 4E 3..1% O *4.*4% 3% ) *4 33 *.E 7. "%. *4% D% H" 2D E13) N 7. 'C 3/ % 4 E)3 % 1" 2D E " *4H<]/'D..&*4%D3 *4.1*47 ] *4 U E ). E'*432 " ). E@E)* *4 E *4% % '. E 23/

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

34 H% 3. C %2D E3& Hevessel piezo tuning frame cavity endcell bellow flexible ƒ R ˆ_Š * ŸŠˆƒŠ." _ %ªŠ E@ Ÿ ªŠ.«ƒ ŠCŸˆ_ * % % Ÿˆƒƒ Ÿ Š Š ŸŠˆƒŠ." % j«š _ ƒ %Š. Ž _ƒ RŸŸŠˆ R ˆ_Š% œ Ÿƒ Š % ˆ %ª_ Ž %ˆ2ƒªƒ" Š %ˆ %Ÿ Žˆ_ % Š % %ˆ R" ˆ_ R Š.«ˆ_Š* Š.žl _ Šˆ % ^ / šœ~4@š.". Šˆ R ˆ_Š% Š.& Ž _ƒv ƒ Š % Š Ÿƒ Š *Š. Š. ˆƒ _ Šˆ ªŠŠj %ª R ˆ_Šj *Ž \ \ 3/) 4 % " E) *4% H% " 3' G ). E 1E *43 %2 33 ). E. ]) 3 3% *4)2 E D%. % 33 3/ *4. *4% *43. *4), " 7 /]/ % " 2D E % *4 ", " 43/." 2D E' 6. 3 * *4% &*4) *4% *4% % 2 ]/ 6]/ % *2D%. E@" " 7 ')*4 "*4) *4% 2D%. E1" " 7 'D*4 *4 *4 22D@." E : 3 *4)@ ). E

35 <., % H% "' G ). E 4 3 detuning [Hz] 2 1 without compensation with compensation 1 fill time µs constant gradient time [µs] ƒ R ˆ_Š * * RŸŠ.ª_ Ž _ƒ R& % Šlš %ˆ_Š." m %ˆŠƒ«Š.«& ˆ_Š* Š.žªƒ «ˆƒ Š Ž Em %Ÿ ƒ Ÿ ªŠ.««Š. %ŸŠˆ Ž _ƒ R ƒªœ Š ˆ_Š* Š.ž «Š _ ƒ % l Š %Š. Šˆ Ž _ƒ «Šƒ %«ƒ R RŸŠ.ª_ Ž _ƒ R *ž Š&Ÿƒ Š *Š. Š. ˆƒ _ Šˆ. Š %Š. Šˆ Ž _ƒ Ž E %Ÿ %ˆ %«ƒ Š." lƒc ŠŒ ^ / šœ4@š.. ƒª% * 2 ŠeŸ ªŠeª ˆ _ ˆ_Šeƒªlª ƒ R ˆ_Š *Ž "*4% *4) E 3.. /) " %4 7 ]/ *4 3H /) ". 3 *6% U E 7 ]/3 " 2D E 7<]/.E 3 C1 %.E.2 *4% % "&2 ). E. *43.')%3 2D%. E " 1 " *4) 1. % 1*4), " 2*4) " 2D E')D. 3 ')3/ " *4 ) E 3 "H*4% *4). &3*4., 3/ *4 E,4)2% 1 *4., 3 3 " G ). E@ 8 2@., G/. * 7 *43@. 3) 3 3%4 3.. " * 3 3. *4) ' *43 1" 2D E 3 * "* /) ". ) $, G/. *. >/]/33. % H *43 )" 2D2 E]) E)* 3*43 *4% % >$ ]/ < ]/. ] ' *4% % " 2D 1 *.32 "7 ]/' D1 E. %.E ]/ 323. % * *4 *4.@

36 H% 3. C %2D E3& vibration amplitude [Hz] Hz 28 Hz 46 Hz 487 Hz 618 Hz 63 Hz [Hz] f piezo ƒ R ˆ_Šl * * ^Š.ª R %ŠªŸŠ. ˆ % Š. %ƒ % «Š.ª Š. %ª_ ˆ_Š.«R e ^ / šœ4@š.. Ž { Š «Š.ªe Žˆ_ŠŠ ƒ Š.«*ž Ÿƒ Š % ˆ %ª_ Ž %ˆ ƒ ƒªjƒ" Š %ˆ % Ÿ Žˆ_ j % Š % %ˆ R" ˆ_ R Š.«ˆ_Š* Š.ž~ _ Šˆ ªŠŠ R ˆ_Š * ƒª Š «Ž _ƒ R %Ÿƒ _ «Š % Š %Š. Šˆ Ž _ƒ «Š ˆ_Š* Š.ž «ˆƒ 2m %ŸŠˆ Ž _ƒ R %ª _ƒ R % / Š& ƒ ˆ Ž _ƒ R ˆ_Š* Š.ž % ŠŸƒ Š ŽmŠ. Š.Š." Šª_ƒ* ª Rƒ«% % R _ Ž %Še ŽŸŸƒ Š.«ŠŸƒ Š %«Rª _ %" %Ÿƒ _ «Š % e.4 pulse 1 pulse 2 pulse 3 T voltage [V] R pulse duration time [s] ƒ R ˆ_Š *"š %ˆ_Š." m %ˆŠ Š ƒ _ Ž _ƒ R % Š. %ƒ %R ƒ ˆ Ž _ƒ Rª«ˆƒ /Ÿ ªŠ.««ŠV %ŸŠˆ Ž _ƒ R % / 2 ^ / šœ4@š.\. Ä %Š. Šˆ Ž _ƒ %ˆ %«ƒ Š." &Ÿ ªŠeˆ_ŠŸŠ _ƒ _ƒ R ˆ Ž Š 2ƒª Š ƒ ˆ Ž _ƒ R2ƒ«Š.«% R _ Ž %Šj % Ÿƒ Š ŽmŠ. Š.Š." ƒ2ƒªÿ Žˆ_ % { Š ˆ_Š* Š.ž _ Šˆ ªŠŠ R ˆ_Šj *

37 6. : )< 1 2 Hesystem 276 Hz pumps 288 Hz amplitude [arb. unit] Hz frequency [Hz] ƒ R ˆ_Š^ * * ˆ_Š* Š.žŒªŸŠ. ˆ % Š^Š. %ƒ % ƒ ˆ Ž _ƒ Rª{Š ƒ Š.«*že Šš %ˆ_Š." m %ˆŠ.ª «ˆƒ Ÿ ªŠ.««ŠC %ŸŠˆ Ž _ƒ R % j ^ / šœ4@š.. Š %Š. Šˆ Ž _ƒ %ˆ %«ƒ Š." ƒª ƒ Ÿ ªŠlˆ_ŠŸŠ _ƒ _ƒ R ˆ Ž Š% V %.E. *4% ). E *4) * **. *43. 2 "*4% ) *4)" 2D E. 3 j _. &3*4. 3/) 12% 4,% /) " *43 3 E 4@2D "% *43 *4% % E 3/1 % % " 33H E " ).) % " 2D E *43 ) *4% E *4 *4% ) % " 3/ *4 *43 & " 2 % *4%13% " *43H *43) 1 3/) 13/) " 23. E 4..E % *43. *4)' 34 2 " ). ER % /) ".2 *4) "@33 4 " 3/) 4.. E 3 *%@ " 3/ *4 1 1) *4 H % )4& <D " *4% )*4)& "*. ). E E" <D

38 H% 3. C %2D E3& % 1 % E 3 " *..* 3 2D*4

39 RT %O< &% )' $& "$&%

40 CHTER 4 22 " % *4H4 " 1 1 *4*4/ " " 2D E E)*3'C3 3% "& *4 E % 2 " " 2D E E)* 2*4% E 3 'C E)*3'%2" % *4*4) &, 31 E)* %.E 2 " " 2D E4E)* N 74 %.) " &.E 2 E% ]22 " %.E D*2 "H*4 *43'& D* ". " E 3 3' "&.7R.E. *.& ).., 2* E 2 23 T" %.E@1D* " 3 *4.@E " % *4.E')" 3 *4)')2..). E " % *4. E@* 3% 2D%.E. D*1 " 6" 2D E 3 ".)%. *4. E 2 %@ *43.2 "&&N R68%, / > ]/ 3 3@" 1 % <) 6 *4% 'H*4 * *4 % " 2D % *4. E * ** E 3 ). E' *. ). E %.E *4. E1. *43. 8

41 .7.,. ').E 3%. E " 33, *4) ]:/,/. ). E.2D* " 2 33 *4). % * 3%..E * % E * 4*43%, E *4)3.E <.E ]:/, 3', ) * L, 3%.E % " 3 ). 1 " 1. 4% *43 *4 "3 3 " 3 ]:/, 3' 33 *4) 3 * 3 3 * ) " 2*4) <.E % *43') E * 32 * % *4. % 3 ).4 "3' &C. E 7 D* " % N 7 G <% % D* *43*4 2D*4% *4. E *4) % *43 D*1 " 3 ).,7 ' ). E, 2D ' " 2D E E)* ]:/, 3' 3. 7 G ).C/ 7 G38 N 7 G <R % " *4 " %% V*42 ". %, *43. H3%%*4. E2" ' 1 HE*4) "% ' &2C. E % 21 ). 13% E 1 " > '.7 > 7 * 3 " 2D E 7 /]/2 " 1 *4)2@/7 ). % 22 *4 " cryostat 2phase He pipe λ/2 12 λ/2 346 mm cell cavity HO coupler input coupler ƒ R ˆ_Š^ Žš.ž% R % Š ^ ^ ˆ_ž% R «Šƒ & R Ä ƒ" Šˆ R Š. _ƒ Rª Š ŠŠ. Š. ƒ _ƒ Š.ª m } fl[.` fe[.uru*licklu%i% {U4nR`ciC"[4Œ[ [.dracb@ra drg"`ci a dcr *L[.k n *Lb[.d"iCacbRf_tU4fedRU. [ L]Li ŽhR]_U4nRuR` febv ^acb^]_u4klklu4duœd"[.kl[.` `klu%i%lb\a ` U"`ciRba drln *Lb^[4b fe[.uru*li Rn%VdRUlR[4]Vi%"dRa a U4dŒ%acbmEbv wx R/Ra g4"`cirb{a djr][ža a Lb i%acb]_n"bb@lirf/i%uldru.\[.` ` UUuR`c[4]_ ]_U4nRuR` feb [ R]_` `cbv x Rlfu*_a a U4dfE[U.tR urnr`cb@lb/acbutu4f RluRfU4u*Ub@Lix\y{z% } ]_U4` ` aci%f[.d"i /tu4f z%t z v

42 H% 3. ')3 H3 8$ *4* *4)1" 2D E "7 /]/ " 2D E " ]@ > % )) 3% " *4) "D ).' 3 % " * ). E, ) &T" %.E2 3%. H " &28< E " ). E 6 *4* N 7C *43 " 'D >).4 "H>$ *4* *4 E *4**63% " 3 C E@ :43% "& *4)2 *4.&4%D* % 7 He vessel 283 mm cavity pick up HO coupler input coupler ƒ R ˆ_Š *š.ž% R %. ƒ" Šˆ R Š. _ƒ R ƒ &ƒƒ&ƒ Š.«ƒ" Šˆ@. ªŸ %ƒ m *. ). " *43 *4 " " *1*4.')13 " 1 3 % 33 E C')<D / N ')< G G" j \ " 3% *. ). E2 'C23 3 *. ).1 3, * N ')< G GR % :4.E *4 $77H2*4* " 7 /]/ "' % 3% 2% 3 % " * ). D " * % 3 % " ). " D* "V ).%',*4) "H *. ). E 3. % ' <) 6 E)*..)H % D ). E3% >' R H% dfe]_u4drdrl]a U4d"b *_ {dœ]_fh4u4klu%i%nr` Lb [.f/dru.va d"]_` n"i%liea deracb džnrk*flv

43 >. H3 "H3 ).1')3 HO coupler λ/2 HO coupler HO coupler frequency tuner frequency tuner frequency tuner... input coupler cavity 1 cavity 2 cavity HO coupler ƒ R ˆ_Š * %Š _ % ª_ ŸŠˆª ˆ _ ˆ_Š %ªŠ.«R R Ÿ Š.«. ƒ _ƒ Š.ª %. ƒª Š* ƒ ŸŸŠ.«ƒ ~ƒ _ªŒ ~ ˆ_Š* Š.ž _ Šˆ.~ Š* jšˆ % lƒ Ÿ Œ R Ÿ ŠˆªƒªŒˆ_Š.«Š.«%«Š ƒ j % %ˆƒˆ_Š. %ªŠ.«%ª RŸ Žˆ_Š.«2 ªŠŸ Žˆ Ž Šee _ƒš.. ƒ _ƒ Š.ª 1 1 amplitude [arb. units] ππ mode π mode f [Hz] ƒ R ˆ_ŠŒ *Ÿƒ _ƒ % / «Š.ªƒ R Ÿ Š.«. ƒ _ƒ Š.ª Š«%ª Š.«ƒ ŠŒª ª Šˆ_Š.ª R %Š ˆ_%Šj %ˆ Še %Š. Šˆ Ž _ƒ «Š % V.@Š.. * % %ˆ Šjª Rƒ«ƒ ŠŒª ªl Š& %ˆ_ˆ_Š.ªŸ R«ƒ «Š.ªƒ 2ª_ ŸŠˆª ˆ _ ˆ_ŠŒ RŸ RªŠ.«% R ˆ R Ÿ Š.«.@Š.. ƒ _ƒ Š.ª 3% 4 % "% 23 %.& E) &') <) 6D.E " H ).H%." " >/77<2*4* " 7 /]/% 3*4/ " ' 4*4)2 " 4.)% ) *4) 4D* " 32 ). E 2 ) D*' *4)., &3% " ). E ). E 3% 2 " / " *4) <" 3 1 "G ). '& 3 % " * ). E ). E % H1" ). "&13 2E13 3 *4 " 3 *43 " ).*4 H*. ). E. 3 " D* "H *43' %CD* H E /*4. 2

44 H% 3. ')3 H3 E z cavity 1 cavity 2 cavity... z interconnection interconnection ƒ R ˆ_Š^ *š R Rƒ _ «ƒ % Š. Š. ˆƒ % Š.«% Š %Š. Šˆ Ž _ƒ e «Š % R j Š ƒªv % jª_ ŸŠˆ ª ˆ _ ˆ_Š * Šˆƒ % % Ž _ƒ R *Š 2 4" H " 2 H ). E@ 3 ]:/, 3 ) 1 H ' " * ** D* " H ]:/, 3H H. 2@ *. ). E. H ). " 3 1 2D E E)* V " 2D "% ). '% % *4. E "2 *4) 3*4/' 6 6 " * *4, 3 " 3 ' %. E " 2D E V*42*4.%% 3. E V'. *4 % '" 2D " *4)'% % 3 G <).E27]:/, % *43 % *4. E1 %. :" *4.H* E 4 D* " 3 ). E 3, " % 32 " " 3 *. ). 2 23@% 4D* "H & *4 ' " 33% *4 "& E3 ' 3%@ " ). E3%. " *6 * ' 2 "& *4) 2)% ' 3 3%. E "&2. 3 " ).* " '. E % % 4 "@ 3 3" ' &2D 1

45 . E)3 " ')3 *43..E < ). E 34E > * ' *4 " *.* % 31 "H *.% ). E& 3 3 % )..E4 H ' 7@G G G2 % E ". <@3 %.*4. 1 % *4. E " *4) % 3 6 )'C1 E 3 "4 * 43 % 38 )' %@ E@ E)* % 3 $ % *43 " 2 *4) 2% 3 G, < ). E 3 2D 3 V*4 " %@ *43.H %.1 %.ED ). 1 " % 3 ) / 3 ' D*4 4 *4 *4 *4)4 3 E)3 % " ) " E.> 8 3 E)3 N ')<7 'D 1 E)3 " 3 % " ' %2 "" H8 ).en ')< G$R ' *4.E'C4> G 3 N ')<@74 3) "H " 33 3*4 " 3 " 3 ).2% 2 4 * * 3 E)3 1 33% " 4 * ' " 2 " > >'D% 37 % ' & *% 1' & $C. E E "&23% "& *4) 6 H 3 E)3 7 /]/ ). ' V E > cavity support He gas return pipe tuner 7 cell cavity HO coupler λ/ mm input coupler mm HO coupler 23 mm HO coupler 1 mm 2x7cell superstructure input coupler ƒ R ˆ_Šj *š.ž% R l % \ ŠŒƒ Šˆ^Ÿ Žˆ_ % V Šeˆ_ž% R «Š R ª_ƒ.@Š.{Ÿˆ_ % ª_ ŸŠˆª ˆ _ ˆ_Š.ªV ƒª. %ƒ ƒ Š ªŠ.«%ˆ &Ÿˆ_ * % { % Ÿˆƒƒ Ÿ ŠŠ ŸŠˆƒŠ." ^ Ž Š ^ ^ ƒ %Ž

46 H% 3. ')3 H3 r d h r r e r ec h z r i r ic L ƒ R ˆ_Š^ " R" R ˆ % % q@š. ªŠŠl %ª _ Ž Š V Šƒ ˆ Š %«& ŠŠ.ƒ ŸªŠ Žˆ_Š Rƒ Š.«*ž &ª ˆ %ƒ " ƒ Š ƒ2ƒª/ _ % %Š." _ƒ % & Š.2 Ÿ Žˆ %Š Šˆ % q@š. ƒ Šˆ % q@š. R Šˆ % q@š. % \Š." ˆ_Š@Š. % Š.«@Š. % {Š.«@Š. Š* Ž %ˆˆ %«ƒ ª R * Ž Ž Š." ŠˆŸ Rƒ" Ž * * ƒ ˆ Šˆ %«ƒ ª Š." ŠˆŸ Rƒ" * Š.ƒ ŸªŠ % ƒª.. Š.ƒ ŸªŠ % ƒª. ƒ ˆƒª ˆ %«ƒ ª Š. % " " " { Ž Š Ž Žˆ %Š ŠˆªŒ %ˆŒ Š % q@š.ª % ^ Š.@Š. Ÿˆ_ % ŸŠˆª ˆ _ ˆ_Š % Š Ž Šˆ_Šƒª/ ª_& %«ƒ Šˆ_Š.Šƒ Šª ŽŸŠl % { Šƒ Šˆ Š.«@Š.ª %«Šl R Šˆ^Š.«@Š.ª % ª 2ƒ ƒª _ Ž Š *Š ŽŠŒ m œ«ƒš.ª_ƒ Rª/ Žˆ_Šjƒ2&2. 77H *4* *4 N ')<@74 > 8 H E 3 "@V ). E *43..E <@3@ % 3 " ) " /7 G %' 4@ % " 3 " * $77H *4* "8$ *4* 3 *4 3% *4 1 " %."1 H1> 8 3 E)3 /@ 2.7'% 8) :).E % % *4 H "& %*4 3 % %. 3 'D % 3 <) 77H*4* *4 & H 8 )..H " 1*4)' H dra ac[.` ` ha [4buR`c[.dRdRLiULbm\[]_` ` urfu.u.mhžu*ẍ b@nru*febmfn"]nrf4v L[.d \Ra ` R ]_` ` bmfn"]nrfœ"[4b*durfu4u*ub@lic[.d"i acb%u*l]licu *L]_U4klŒRuRf_tffLi b@u4` n%a U4dCtU4flRx\y{z% } ]_U4` ` aci%f x v {L][.n"b@eR]_` `V][Ža a Lb"[4i *d U4fEi%fLi *_tu4f {i%l]_aci%liulbm {U bmfn"]nrflb \a ""]_` `cb a d"bml[4ijub[4 a kl^[.d"ieklu4drh4v

47 . E)3 " ')3 Ÿ Žˆ %Š Šˆ ƒ Ÿ Žˆ %Š Šˆ ƒ % ª ˆ _ ˆ_Š ª _ %«/.%Š Ž %Š. Šˆ Ž _ƒ «Š «ƒ %Š Šˆ^ % { _ Š & % «%Š." _ % ˆ_Š* Š.ž. & % * Š.cm Ž@Š. R Ÿƒ Ž «ƒ %2 % \&ƒ«@š.ƒ ˆƒª &. Ž@. R Ÿƒ, \ % \. ƒ _ƒ Š.ª %ˆ %ˆ_ R Ÿ Š.ª/ŸŠˆ. ªŠ.ª_ƒ _ƒ % %ˆ, \ % \ƒ Ÿ / R Ÿ Šˆª ŸŠˆ^ª ˆ _ ˆ_Š % \ % R Ÿ Šˆª %Š RŠ ˆ_ž2 % %ˆ \ % ˆ_Š* \ _ Šˆª * \ % Ÿƒ Ÿª & m «ƒª _ %Š Š ^ˆ_Š.ª R %Š { Ž Š * Žˆ %Š Šˆª^ % Š.@Š.Ÿˆ_ % ŸŠˆª ˆ _ ˆ_Š % Š Ž ^ Šj«Š ƒ _ƒ R /ƒª ªŠ.«2 %ˆ^ Šª* " ^ƒÿš.«%š ªŠŠjªŠ. _ƒ R * *Š m 3 / 7 G 8 3% *4 "H > 8 3 E)3 *4* / >) H 3 E)3 3 2D33., E) N, )G G" ]:/, 3 % 77. *4* *4 N ')< G ) 3 ' ) H 1 " 2D "% ).H V.)%.EE.E4*4% CE)*4' % 347 %2 331@3< 3 % /) 2 % "3 E)3 3 % " H3< 3 %. " " 3 *43 "" 48 ). % %433 " ' N ')< G$R 1 > 8 3 E)34 7 /]/ ). V E > *. 77H *4* *4 ' $ 2D33. ]:/, D) 4 " 2 8 E)3 " 3 1 3*4/ " " *4** D* " *43 3% *4 "H "H' *43% 8 E D* "33 E " " : % 1D* "* 2 " 2D E E)*4% G ' 4 ). E,%.E 4D*1 " 23 ). E _ 4" * * 2:4.E*..). E " 13 % *4.E *43 %. E x RfLi%n"]_LiŒdŽnRk*f U.t a drurn%/]_u4nrur` feb\"[4b [.`cb@uk[mu4f ]_U4d"b@LpnRd"]_Lb tu4fvr]_ubm U.tR\RU4` Cb@h%bmkŒv

48 H% 3. ')3 H3 3.8 m HO coupler HO coupler HO coupler HO coupler input coupler 7cell cavity frequency tuner λ/ mm ƒ R ˆ_Še *š.ž% R l % V ŠŒ.@Š. ª_ ŸŠˆª ˆ _ ˆ_Š% Še R ˆ.@Š.{ˆ_Š.ª R Ž %ˆª Žˆ_Š Rƒ Š.«*ž % & «ƒ %Š Šˆ ŒŠ. % _ Š.ª 2.)% ). 2D% <) > 1D*1 " *431% 43 " " $ * 3 8 ' 1 '.1* < & *4 & *4 " 1 1 :4.'%." *43 ". E V > 8 %.E 3 C 4* " ".%. 8 44*% "H G ). N ')<@74 '3 G. 2 "%>) <H* &> G 3 4*4.E1 'D. " 33% 42D 3.E " 2G C%H " > G, 3 *4 " 8 $ <*8' 2 :" 1> G E4 "3' D*4 "3434 * 8 E')H CD*H " 3H3HC " " % E% 3% G ).. % % H D* "&* HH " 1 " '%1 D* "@ *43 " > G 3 23 *4 43 " D E1 " /' N 7 j ' G % ). 3 3@ % " * *4* * *4 *4 %1 333** E)3 E,. * ]:/, % *43 3 " * 3. 1D* "13 ). E ]:/, 3 1 ). ) *4) *4:4.E % " E)3 " 3 " > < % 433 ED ED / ' x R*` ` UVb *_ {de {UldRa g4 *U4fa drglb@nru*febmfn"]nrflb [.f/a d"]_` n"i%li v

49 . E)3 " ')3 pick up HO coupler HO coupler HO coupler tuner 11.3mm mm mm input coupler ƒ R ˆ_Š *š.ž% R % { Š C4@Š.ª_ ŸŠˆª ˆ _ ˆ_Š% Žˆ %Š Šˆª Žˆ_Šjƒª Š.«2ƒ _ Ž Š * " *432N " & E % 2 1 * * % / 3 " HE 33& E)3 C* 3% * 22,, * 7 *4 7 *4 *4*6 " 7<1 >, G/. * % *4. *4. ')1 33 H1.* E 1 *4 > " ).' *43% ' 4" % ". *43% ~ " *4) N ')< G$" ' 4 %, " 22%.E ' " 211.% ". 7 ", '% N R G$R }\t fl[4]]_` fe[a U4dR *L[.kacb^fU4n%Li "[4]Er&URdfE[.d"]_U.t R` a d"[4] [.` klubm lu4n%^u.t ur"[4b@ *[.d"iœi%l]_` fe[lieufl]_u4f R*L[.k drfg4h4v } ]]_U4fEi%a drg4` hr^dr_ u*u{f\fe[.d"bmtffliur *L[.kacb ` Uoq[t r sv

50 H% 3. ')3 H3 Ÿ Žˆ %Š Šˆ ƒ Ž * * Ž Ž * % * «ƒ %Š Šˆ^ % ƒ" Šˆ RV _ Š & % % «ƒ %Š Šˆ^ % &ƒ«@š.ƒ ˆƒª & ƒ j % %ˆ * \ % \Š.ª/ŸŠˆ. \ % \. ƒ _ƒ Š.ª^ŸŠˆ ª ˆ _ ˆ_Š \ % \ƒ Ÿ / R Ÿ Šˆª ŸŠˆ^ª ˆ _ ˆ_Š \ % R Ÿ Šˆª Ä ŸŠˆ^ª ˆ _ ˆ_Š \ % ˆ_Š* Š.ž _ Šˆª ŸŠˆ^ª ˆ _ % \ª ˆ _ ˆ_Š ª _ %«/.%Š ª _ %«/.%Š ª _ %«/.%Š %Š. Šˆ Ž _ƒ «Š «%Š." _ % ˆ_Š* Š.ž... Š.cm Ž@Š. R Ÿƒ Ž Ž Ž. Ž@. R Ÿƒ,, %ˆ %ˆ_ R Ÿ ªŠ.ª_ƒ _ƒ % %ˆ, " " ŸŠˆ^ª ˆ _ ˆ_Š %Š RŠ ˆ_ž2 % %ˆ * Ž * * * * & «ƒª _ %Š Š ^ˆ_Š.ª R %Š 4 % \ % \ƒ Ÿ / R Ÿ Šˆª % R R %ˆ ^ / šœ^ Š \ % R Ÿ Šˆª % " Ž %ˆ ^ / šœ^ Š \ % _ Šˆ %Š.ª_ªŠ.ª %ˆ ^ / šœ^ Š % %ˆ ^ / šœ^ Š % * * * %ˆ ^ / šœ^ Š *Ž * { Šˆ lÿšˆ ~ R Ÿ Šˆ % " ˆ %ª_2\ * &&œš. % Ä { Ž Š * Žˆ %Š Šˆª % e Š «ƒ Šˆ_Š." 2. %ƒ.ž% R _ª %ˆ2 Š ^ / šœ % Šˆ Ž _ƒ ªž ª Š. ƒ Š.«& _ Š. Š. % mv Š ƒ l % %ˆ«Š Š.«Šˆ_Š«*Š.ª % ƒ «Š %««ƒ _ƒ R % Š. % ª& %ˆ2& Ž R Š _ª %««ŠCƒ" Šˆ R Š. _ƒ Rª % Š Ž Š «Š ƒ _ƒ R /ƒª ªŠ.«2 %ˆ^ Šª* " ^ƒÿš.«%š ªŠŠjªŠ. _ƒ R * *

51 CHTER 2" * *4 *4 33*4) 3 E)3 3 *4*4 D *4 ) " *43, N *$6" ''T@@ '] N, $8%H N $8% *44 *4) " 2D * % % : % " *43 3% *4 4 " 2D..4*4) " 3% : %'.1*4) E V*4 " % *43. j % 3 6 )' % ) E 3 4 " * % 38 )' % % V % 3 $. )" ) 3 4" 2% 3'% ' "G % ). % " *43, *41 4 % *. ). % *4)" 3@*.C ). ). % H " /, 2D% 1 " 3 2N ' < R" *4. 1 " )2D%1" &*43 %@):4 %1 " %" " % ). E' 3% *43 * % ). E *4H " " ', 2D% % *4 3 " 1 ). E' )%. ' 3 "C&*. ). E1 3" * ). E2 ). E 3 " * 2D% 4. *. 3%.'%.2.2*4

52 7 H% 3 <. H., )" H3,. ). Œ, * % *43.E ). E' %. % 2D%. ). E " % E.. " *4*4 33 &3% * " % " N ' < R 7 1" " * 12D%,,, 7,,,,, <).7R <) > " E) 2% E.H" 3".E 4 ). E" % <) ] H2* 2 ). E".E % % & *43 U' &* % % &*43 3% '% <).7 E 33 " %.E)' E % < 3 inside E outside cavity n H ƒ R ˆ_Š *Ž R «Žˆ_ž R«ƒ _ƒ Rª Ž ŸŠˆ_ Š. ^ R«_ƒ &ª_ ˆ_ %Š ƒ R Šˆ %ˆ& % 3 3% " %& 4 % H2D.E@1 * " 2%" * 4 %)" / * % 3%., 2D%* 2 " ". 2% E. 2" 2 "&2 ). E 3 <) %*, 2D% 4" H" & / 2D%, <) < " 11 %3% " % 1 % ".,%. ). E',* E E. *4 *R %

53 <).7. ') ":% " 3* " %.). E "H33% " % % 2 < ] %4, ). E 3. E % 3% 4 " 4,4* % 2 3% 4 %' % %2 " " E)2D% <).7R. % E. <) 7 1 *4) %. *4) " 2 ). E 7 > > ' 7 > <) 6 *@ <) /. 3 4 % E 3" *4*43 ).< 2 3 & * <) $ ). E' 22*4) % 4 %.ED.E ) )' *4) % D*4.E " 2D E@ % E. 3% * % " ). E *4 "&2% " j <) G * <).7 *433% ):4 ')*4.E %3% * % ). E E * % *4) * %..") % " %H "% %" E * ' 7 > <).77R. * *4) % > & <).7> * $ E, <).7 " E <) > 1 3 *4) % 2" V " " 2D & 23%." > ".E4" *6, 2D% % <) G.E " '212D%

54 H% 3 <. H., )" H3,. ). 3 " ' E4, 2D% : % " %C"." H* % * " 2 ). E $ E, <).7H j 1 *4 323% ):4" 1* %. <) 6 )'V <).7 )'V <).77R <).7H %@2 %* 2D%Œ <).7R ~ <) > ". <) 6 )'{ <) G )'{ <).77R <).7,, ',, <).7< 2D% % %. D* "C3 ' 3 &,, %" & %. 1 * " ' 3)..E%*, / 2D% * U R & R %. <) 6 )'\ <) G )'V <).77R)'\ <).7 U Ž," " ' ' & <).7 6, V <).78 % 3 % " % %. E ). E *4 ) ' ) <).7 $ 2 % ) H. E." /." && 3 %. E "&2 " '. EN ' < R _, L L& _, <).7@G, 17 3 <).78 &% E ). E1*4 " j2 / 2*, <).7 6 )' _,, _, <) >

55 7 > > <) >. *4) ). E 1" " % 2 " % E <) )'& <).7 T%.E _, _,1 " * / " 1%. E. <).7 $ " " 1" ' 13 " " 2D %,3)@ 4%.E,%H " 2N H$ GR %. E. " * * " 43 4.E %* ') E <).7 6. % 3 % / *..E <).7 $ &3 H E " <).7 6 <).7 $ H 1 <).7 6 <).78 L L,, <) >)7R ). E *4 " * " " "&2% E. L L <) >> _,,.E * /@*..E' %2*4 & <).7 $ H2D%. E " %.E *4*4.E 1%* ** 1 * % 22D% * C <) > 2 <D," " %, E, %' G " 3% % % 3 % 3 1" *4 " %" ' 2% * /@ 2D% <).7 $ \\ 2 %E& * *4) E 3, ). E " &1. 3".E " N < 8<%)" 2D% <).7R <) > H. %.ED.E" ). E : % % H%" ' / " 2D E *4) E > < > < <) > <) ><

56 H% 3 <. H., )" H3,. ). % % *43 / H % HH" E 3..E % "C 3 ). E4 " % / " > <) % H" 2D E " *4)7. E > < U <) 3 " ). E & %3%@ ", *4) <) >) % ). E " 2D%" " *, H*4) C H*4)&, *4)H% 2.%*43 " %. 3 1 ). E )' 1 * % E ' *4) % /.%)*43 "* % % 3, *4) % E *4, & 3 % / C / <) >8 & 4 ) *4 "& ", ). * %.E2E)*4*4. 3 ). E *43*4) %.%*43 " 1 % 1 * ' R U 7R %" H " ' " 4.E *4)2 "H E)3, " " *, ). 74 3*4) " % ' <) >) *4) % % % * ).' * E,@ * %2*4). 6> 2D% 32*4)'% 4' <) >8 112D% <) >8 )'D % H E " 3 / & H " ) " DÜ.D* )@ %.E42 *4 D* " % ) 2 ). E@ )'1 <) >) *3 " *4) % *4 * E / *4) %.% * *.2* H *43 % 3% " *4) <) >) %4 3 % 3 "2'." E *4) *4, *4) 4 *4*4 4." E*4) 43 ) ).&] '), *4) % *.%* % / *4)*.%

57 <) >. *4) ). E electric field T1: monopole mode r magnetic field z L c ϕ TE111: dipole mode r r 2R z L c z L c T11: monopole mode r r z L c z L c T11: dipole mode r z L c ϕ ƒ R ˆ_Š * *\Š. %ˆlŸ % _ª %ˆªŠ. Š. Š.«Š.ƒ %Š. «Š Š.«ªƒ &ž ƒ«ˆƒ %Ÿƒcm. Š ª_ƒ Š % Š& Žˆ_ˆ_ ªjƒ«ƒ Ž Š.ªl Šˆ_Š. Ž _ƒ %Š& %Ÿƒ _ «Še % Š&Š. Š. ˆƒ Š.«Š j R & %«Šj& Ž R Š _ƒ Š.«ˆƒ " R & ƒ ƒ Šj. %D D *., * *4)' E)3 % 4,4 * 3,E 2 *4)2 '&

58 7 H% 3 <. H., )" H3,. ). % 3 GD. 1" 2D E@13, *4) *4 *4 ".E*4) 1 E)1*4) T.E2" *7, 3 "*4) 7, *4)H " *. % / " 2D % 3% 4" 3 %33 61D*..E1 *4) " ). E'.1U " 2D E *4) ', *4) % " 2D E.E 2 %@ " /, *4)2 \,2 % 3% 4 4,* %.,@ ). E *42 "H4%" 13 <).7 " 2 * %@3..E D % " 2% % j j <) >$ * <) >G R 1% % " E %. ). E 43% " 4 3%, 2D% % 2D%" H %* 3% ):4 * % E. 1 ). E.E Ž 7 L <) L <) 7R % " 2D% % 2 <).7 6 j j j j * <) > * <)

59 <). &2D%" / *423 3% H):4 3 V 4 " %, / 2D%. 2D%' 3% ):4&% " E %*, D2D% <).7 6 % <). E ). E % 3% " % ). E' %. ). E % %. E " 1" 2% % 2 %3% "&2 % %.E % 3% 2D% *4) " *.3.E E 1 1*4 " ). E 4 " 2D% " 23% ):4 "&2% % ')*4.E " * % * * 7 > <) < <) 6 <).7 6 % 2 43% *4) E *.3.E) 2D% E 2 ). E*4 % 7 > <) 8 %%.%* %*43 " % " " ). EN ' < " %.E '. 3. E U4 3 *.H ). E % 2 % * 3% " *4)% " " 4 ). E') 2D% / 2 " 4 "H4 ). E' %" %. 22D% <) < )' %.%* / " % 2 " 2D% <) 8 L L <) $

60 .E % 2 H% 3 <. H., )" H3,. ). " *43.):42 2D% 7 > c <) G 2D% <) < <) G *4, *43. ):4 "2 *4) % 4 ). E " " *4 * <) < <) G 3% 2D% " 2 ):4 " * % %%.E N ' < ",,,,,, 7 7 <) <) 7R 1*4 1% 3 41)%&" 13* " *43% *4 ] " 4. ). E'% % H% " * : % 3.E 2D% &2D%2 <) <) 7R% 3.% *434*3' %'E *4 1 " *41 1% * * 3 2 ). E * H " ). E *4 %." * %.4.). E %*4 % *44% % 33% & E D%.E. *4 2.E /3 " 1*4 34 " %, / 2D%. *4 l <) D> 1 ). E ).E 3 " H<D 2D% <) D> %,," * "3).E 3 " 2 2* "H ). E " 3 4 ). E " ' % " ' % / 3 {2" 2 4 ". *4 <) D> < " *. l <)

61 <) <. 4. " 33% % %* 2D%.%33% 7. E, 7 <), *4*4.E 1" * <) % *4* %33%. D% % " 2D % l 7H%33 " " 2D3 /]/1 '% 3 " 2D.E " 7 /]/ ). % ' $7 R$7 > " 7 <) < *43 "C % ) " ' *4 % )) 3 *4 *43%.,.E % C' $7 <) 6 " * * '%.2 ' 1.). E ' <) ** % *43 E 3% %*4')2 * 3.H "% % D% 7 * "C. H1 <D 3 > 2 ). E "HD. E 1,*43 E 3% 'D *43 " 'D D" * & " 2D E 3 <4*.3 D% D% 1 H N G$R &, " 1. U 1" '4* * 3 " %H ). E4" 'N < 8<% * *43 " *. E 2D% <) < " 2 4 " *43 "H 4" % 2D% " 3 )1 H " 1* *43 " 1 % &* %4 ). E " ' E % 2 C " ). E& 3 % E & E) 2" 7 > j > 7 > > <) D8 % %1 * 3%2 1 *4 %1 * % 1 * 1% E, % 2 %.E

62 7 7 > ). E " %. E 3%@2 ). E 7.@E H% 3 <. H., )" H3,. ). 7 > > 2% )@2" > 7.E 3 <) $ <) G R % % *4 % *4).4." 2D E "H *4)* 2.,E " 2D E 2" *. " 2D E' % % % *43..E, % R.E * E 1 <) G.E " * 2 "&3.). E'" 2 U.@E 3 _, <) < H)3') 'E' 2. *43 " 3 R 1 *4 %1*4)2.4." 2D E H H )/2D%. E ' 2 2D%. E " <) H 4 ). EU *42D%. E@% /. E ). 3 % *43. E)3 47 " * 7 /]/2 ). 7 " 3 7 /]/4 ). " 2D.E,2D%. E 2 *4 E ' % <) <> :).E2D%. E@3.E@*4 E " ). E. ", E 1 ). E/ 7 H*4HE " ' % % 7 % 7 %& " *4 E " 3 ). E % ' ). E / * < " %" *43% H ). E % 3 *43 TVU4fk[.`c]_U4d"i%n"]a drg4v ][Ža a Lb&"[4[f`c[a 4 "[.d"i \acižu.tlrcflb@u4d"[.d"]_]_nrf 42U.t v RU4fVb@nRu*fE]_U4d"i%n"]a drg][ža a Lb{Racb tq[4]u4f acb\kn"]eœb@k[.` ` f"rb@[.`cb@u "g4nrf"v "v w

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

64 H% 3 <. H., )" H3,. ). % *4.,,*4) *4 % *4) ' 7 > '. 2 ). E. *43. " 2D% <) $ 1 " % * 3% *4) % % % " " % " 2D% <) $7 <) <G 2 <) >G )'{ <) < ~ <) G &1 ). E. ' 4 * 2 2D% <) 2" *O <) <G )' 2D% " *4)@ *43. *4@3 E *4 " 7 3E) 2D% " * %' <) $.E."& *4).@*..E')/ **43 " * *43 %2%%.E'" *4*43 3 "& *4).E % ). E2 *.E.2E2 " 2D E % '%.E *4) " * *43.1 " % *4)*4% % * E *4'% " "2D% <) <G * /4" 1% 3 ", *4)H " 1*.% ). E'" * *4)*.E " * & %" ) *4) " 4 " $7 $7 <) 6.2 2D%. E " " *4) " &4.1 % *4) " ). E@ % 43 ). ). E ) % ). E@.E 4'C )% '% <) " 1*4 3 % waveguide ~ R generator circulator cavity external load ƒ R ˆ_Š * *.%Š R ƒ«šeªž ª Š. ƒ ª R ˆŠŠ Šˆ % R %«%«&. 3H3H " " * E 33 "

65 7 7 7 <) <. 4. )%H 23 " 2 * 2* *4/' <) $ N ') G$" %C)% E. E~N % G6R 4 *@4 * <) 67R j*7.h*64< >6Œ64684>@7.8l64q <) >$ & ). E 3 3 ). E % " &2D% <) )' *4 *43.2):4 " 1*4) % 2 ). E.E 2% 2" <) 6> ')*4 ' % % 2D%. E@" " *4) ' 2D%. E " 4 * * * <) 6 %4E *4 4 " )% 2D% " *4) *43.*44 3* " 23 " 2*4) ) 2. E H V " 1 2D% <) " *43. ):4 3U E. E 237) & j <) 6. <).E % " % " 7 2% % 7 <) 6 < <) 66 R L % * " C <) 6 )' )%& <) 6> <) 6 < 2D% <) )' *4

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Π%7 7.E * 3 ). E, > > <) ] 1)2 2D%. E " ", *4) ).E')" " 2D E@ "& % 2% ' <) 8)7R >

67 <) 6. H3" * H * ). E ). E electric field magnetic field r z ƒ R ˆ_Š * «Š ƒe ^Š.ƒ Ÿ _ƒ %Rª_ƒ R Š Š.*. * Šˆƒ %" % Ž _ƒ R ƒª «Š ƒª ªŠ.«2 %ˆ^Š. % %Š. Šˆ Ž _ƒ R %14" 2D E % % " *43 * <) 6 G % * % 47 /]/ ) D%. " 7 * 2D E *4% % 3, ).. ' 7 " 2D E@." %) *.D ). E1E7V.)%D <) <) % 34 ' H4" " iris coupling hole i z cell n1 cell n cell n1 ƒ R ˆ_Š * * %ƒ& % R Ÿ Š.«Š.ª\ Šª ˆ _ ˆ_Š %ª ˆ_ % _ Ž _ƒ R % ªž &Š ˆ_žƒ ˆ_Š.ªŸŠ. ŠŠ. % ƒª.)%% H% * 1*4) % " 8: e64>64 64<{84:%1%614<*6864 /*% ' *4) % 3% ). E &1 " 3 H *43 " % HH 2D@&. /*%&* % *43. & E) " ). E ' " '.% C % H 1* %3%4 *4) % " 14<*6 864 ' *43.E E@ 3".E % 7@*. E 33. " 'C " * % " U 133%

68 H% 3 <. H., )" H3,. ). mode halfcells πmode halfcells iris iris r z cavity axis cavity axis ƒ R ˆ_Š * * ƒ Š.«Ÿ Ž Šˆj % Š «Š.ªƒ R Ÿ Š.«jŠ.ª % Ž _ƒ Rj*ž Cœ Eœ ŠŒ «Š.ªƒC ŠŒ 2Š.ª % Š.ƒ Šˆl Rª_ƒ Ž Š ƒ Šˆ_ Ÿ %ªŠŒªƒ «Š %ˆƒ Ÿ %ªŠªƒ «Š V %ªŒª R Š Š e %«ˆƒ " eª_ƒ«šˆ_š.ªÿš. _ƒ %Š. ž% Š Š.«ª.%Š ˆ_ % _ Ž _ƒ R % ªž &Š ˆ_ž ƒ &ˆ_Š.ªŸŠ. j Š. ƒª %«.%ŠŠ%Š.ªž &Š ˆ_žƒ ˆ_Š.ªŸŠ. & Šj&ƒ««ŠŸ % Šl % ŠŠ.ª 2 *43. " /, *4) 2') % " H 43. /, *4)CN H 36" $ $ $ $ <) 8> 1" % 3% " % ":"<{6 1 " 2D% <) 8> *4D1 2 < ' % ", *4)2 " E)*4*4 E. 3 41*43 " 4.E ". 2D%% *43.' 4 % " /43%." % " 2 *4)%)' <) 6 ] 3%." ' ' $ 1 % 3' 4.% % %,3% " *4) 2 " <) 6 % % 2 *4)3 % E. " ' *4)* * % E@. % ' H 3 *4)' &U, *4) % % 4" 2D' 3,4 "H 3@ "H D" 3 1%, *4) H2D.E % " 3, *4) " 2 2 % "& *4)2 4 ' % $ > <) 8, %,*43 *4 2D%. E " *. ).' 3" " 4 / <) 8

69 <) 6. H3" * H * ). E ). E *4 "&3&] H" 2D E@ "&, *4) *43.E ~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

70 > H% 3 <. H., )" H3,. ). mode halfcells interconnecting tube πmode cavity axis T r z ƒ R ˆ_Š *" ƒ Š.«Ÿ Ž Šˆ % ^ Š «Š.ªeƒ ŠŠ.«% q@š.ª %. ƒ _ƒ Š.ª Rƒ Š.«*ž Ÿƒ ŸŠ % Ž _ƒ R *ž Cœ Eœ Š Š.«ªƒ ŠŒ Š.ªl % Š.ƒ Šˆl Rª_ƒ Ž Š ƒ Šˆ_ Ÿ %ªŠ %«Ž %Š C «Š %ˆ ƒ ~Ÿ %ªŠ %«Ž %Š «Š 2 Š Š.«ª.%Šˆ_ % _ Ž _ƒ R % ªž &Š ˆ_ž ƒ ˆ_Š.ªŸŠ. Š. ƒª 3. 3 *4) T%.E@34" " *4) %.E *H 2D% <) 6 G )' <) 8< & <) 86 & <) D " *43.):4 "C7, *4) " 23 >@864 8D*H%> 42 2D%,, _, $7 $ $ _, > D7 $ <) 8G ] *4%H 2D%. E " C C&R %1 3@" 1 " 4" * $.134 3@" * C.1 ). E'31 " " 1 ). E41 % " D ). E@ 3 % ' %' 3 *. ). E'%.E " 2D 4 " 2D E "., _, $7, >, $

71 , > 7, <) 8. &2D. H. * _, > $ $ / R % 4. *4'D%3% " / *4) %2E 3* ',*43% 2 " *4 % 2D EH '%" 3 4*. ). * E 2*433% "& *.,, _,, _, > $ $ 2/ 2D%. E " " % <) $ $ <) $7R <) $> 3 H% " *.C ). E@ 7 % * ). * E 2D% <) $7R&." /, *4)" 2D E." <) 8)7R &T%.E 3 3 * % " _ 2% " * 2D% <) $7R "&, % *43. "4*. ). E *. 2D. U...~ )' 3%.~2.~&*4 " * < ". >, $ $ <) $ ). E. E 3 3 * % " ). " 7 E ) ) 133 % E " &. E ' 1 E %... E.E 1. % *43. " " /, *4)@ E ')*4.E 2 %1.) 2.*4)E <) $ 7 <) $ <

72 H% 3 <. H., )" H3,. ). %.E %. 12D. 2.*4)..13 " 3 ')1 33 ) 2 *6 7' % " 7 '). 2D%l <) $ )' <) $ <) $ < 2 2D% <) $7R %,, 7 7 $ $ $ <) $6 %2D% 32*43 *4. <) $&&43 22 E /.*4* L C 1 L C 2 L C N ~ g 1 2 R e C 1,2... C 2,3 C N1,N N R R ƒ R ˆ_Š* * * ƒ Ž % Š." ^ *Šˆƒ Š.ªš ƒ ˆ ƒ / «Š. %ˆ Š Š.«%Ÿƒ _ «Š.ª/ƒ e c _ƒš.^. ƒ Š.ª % ŠC Ž ƒª&ƒ ˆ ƒ «Š.^ƒª R ž Ž %ƒ«%ˆ Š.«ªŒ % Š%Š. ªž &Š ˆ_ž ƒ ƒ ŠŠ.ª ƒ ˆ_Š.ªŸŠ. & Šj&ƒ««ŠŸ % Šl % ŠŠ.ª R <) $8 " 7)3 ' 2D% <) $6 4 "34 < 2% *4 % 3.E % 1.E.E " 2D 4 " 2D E, <) $$ *4% 3%. % E 1 / *4%" 2D E * 4 *4)E E) 2 3%..E % > 7 <) $ G, <) G

73 , 7 <) 8. &2D. H. * 1 " %*4. % 434 $ " 134 " )3 2. *4) $ $ _,, $ > <) G7R R % 7)3 3 " "& * % 3@ $, 4 "H. 4. 2D% <) $6 " 7 *,, <) G> 1* " 'C3..E, % 22D% *.@*4 2% <) G,,,, ) 7,,, <) G <) G < 22 % * *4, <) G6 7 $ <) G8 <) G$

74 H% 3 <. H., )" H3,. ). " ). E.@E*D'*43 E %. " 2D E.E 3% 3.E E) *. 3 " ' 3).E % ' '& <) G G <).7 <).7 7R <).7 > E.E *4 ", <).7 <).7, T1 *43 E)* " 3 % 1 2D% " * <) G>,, * > > > <).7 < ')*4.E % 1", % *43.2):413% 2D% _,, > > > <).7 6 2D% <).7 < <).7 6 H 2@D*4.E %.E " E@.@ & %, _, > D > <).7 8 " & 1 E 12D% <).7 8 %& 33.E@. ' 1G ). E *43 " *. ). E *4 ). E' ). E " 2D% %, *43. " 4 *4) % 36 H 2 C3 /<) G. " 13 * %.E) " ). E " ' %, % 2 G *4)% G " *4) 3 3% 23 "& *4) 3%,D4.E "@' G H %, *43.3 H " ). <) G

75 <) $. & amplitude cell 1) [d] π π π π π π π 8 π π f [Hz] ƒ R ˆ_Š * */ % Ž Š.«ˆ_Š.ª R %ŠªŸŠ. ˆ % Š «Š.ª/ƒ Œ ^ / šœ4@š.. ƒª Š^ª Š. %«žœª _ Ž Š %Ÿƒ _ «Š % Š Š.«ŒƒŠ. %ªV _ƒ Re % Š ˆ_Š* Š.žj % Š«ˆƒ ƒ %Š. Šˆ Ž %ˆ 3 E *4 " 2D. ). E. *4) ' % < 1 ')%*4)C)H H *4 ' 3, ). E' 7<).7 1 *43% ). E *4)DH)% *4) E " *4 *43% {, " 1 3 " *,7 1% ".E@ 1*4) *4 %.& *43% ). E *4) & ' *4 % )%U 1* {, 4 % 1 ). E <).7. % ', 7 %,% " 2. % 4 ). E, * *4/ " 3. H.E'% <D '3 " 2 ). E%* <).7 %@% 2 3. E 7 <).7 $ % / *43% 1", 7 &% 3) % *43.4 ')C <) $ &] '" *43% *4) % 7 > <).7 G

76 > H% 3 <. H., )" H3,. ). a) ~ ~ transmission line t C 1 load g 1 generator circulator t t coupler 1:n cavity R b) L C 1 g ~ 1 R e ƒ R ˆ_Š * «Š. % \ &ª_ƒ R ŠŠ.. R Ÿ Š.«%Š. Šˆ Ž %ˆ*ž & R Ÿ Šˆ %«Œ ˆ %ª_&ƒª_ª_ƒ Rƒ Š% l2 % R " ^ % Šƒ ˆ Ž %ˆ Šl %Š. Šˆ Ž %ˆƒª/ % /.ž ª^ R %«Š.«ƒ Š ƒÿš.«%š ƒÿƒ Š.«. «Š.ƒ _ƒ _ƒ R ªe %Š. Šˆ Ž %ˆ ˆ_ˆ_Š." Š Š Šˆ % R %«ƒª ˆ %ª %ˆŠ.«& Šj. % { Šj R Ÿ Šˆ, R 1*. U..E % " % 7 2*43% ). E*4) 2 <).77 " 2 %2/ 3 E 7 > 7 $ 7 $ >, %%.E. <) $ < <).777R " N ')8G$R % 3 & %.E) * " )%& 2 * 3% 1 ). E' H" *4*4 1 ). E%* <) $7R <).777R %@" 2 E@ % *43.2 ). E. * $ <).77> ] *42% ). E.22., &*4) " 2D E'.E 3 2D " 2% *43. *4*4/." ) %2D%. E " 44. 2D%. E " " ). E' % * 3 ). E * E 2 *43%. * * ** 3 2)

77 \ \ & & \ š & & & & š ² <) G. *4) ",. ). E E * / 2D% <).77> )' % " * )%&2D%.. E " " 3 ). E.@ *.@2D% <) <$ L ' 2 * E,. > <).77, U.E %" * <) $7R& <).777R 2D%1" & 3 2D * 1 %3 ). E., $ "$% & ') *,./% &132 4 "76 8:,< CED 1N@ VU./ 71 1T@ [ 1T@ O ]\ _^ LG f1.a@ G.Gb1c@ Ode,g, Chi ').G j@ " ` "% mlno prqtsuvawyx>zau{ x}~3 a qtƒru * ~R iq " hi.,,.ˆ@, G G.kŒ:, G,. Š@. Š Ž \ /N: j l G O G.V@ 1. */ G. O@.@ 1l 1 f G c 1. Gj,, G, "G, ",t Š e G,,, O@G "b4 "G G O. š œ 1,. a " œ \ œ 4 " 4, 1,/C Df O@ G,." \_ /. ^Ÿ ± ª«ª«ª ^Ÿ ^Ÿ ±±±± & ±± ±± H ±±±±±±± ^Ÿ[ a G a G a G ^Ÿ[ a G a G ª«ª«ª ^Ÿ[ a G a G a G, cc G 4 "«³ 4 6 Lhi,,. " Ÿ, 1 G ) 1.G O. [ GŠU G, \ / 2O2O2 2 4 "

78 & U G 4h O.r O@ G G, c 1. * G Ge1 1@ O,G b. 4 TG.f@G.ž Š@. ", a*,, G, ",t Š O@. U G,, c k 1.L kc Df O@ R 4 " " " [@>1@ \ c 4 " \ c $ / 4 " a G \ c a G [ a G a G 2 4 E Ž G, 1..*: j >@, ^f Gž :1 : G k O@k O :1 C71.@ G G. "ˆ.[ "G Š@.GŽ G " GG G.,G CED C C71 O >.j. G 1Ž c.1ž@,c1 O@ * "O "j"ž@ G G. [ Š@ 1@G. œ G q$ š \ / ^ 2O2O2 ^ ^ 2O2O2 ^ ^ 2O2O2 2 4 E c 1. ^ G.l@ / G : b. G 1 a., G, ŽL GLL.. Š, "G O@G.f@ O@ $ \ 4 / E" \" 2O2O2 ^ / / 2O2O2 ^ / / 2O2O2 ^ %$ j G " > k..g 1@ l1@. O@ $ \ / / \&" 2O2O2 ^ / $ 2 4 E%' Ž / G/ G,., G G.G i 4 " 4 G : ^ Ga U.r1 O@jG " GG. c [ 1@ O@ c \ G q$ ^Ÿ ^ c $ ^ \ ^i G q$ 2 4 E 6 \ c C. O@G ",:1N [ \ \" ª«ª«ª / ^ / / 2O2O2 ^ %$ 2 4 E 4 1, c > L l1@, G, "G c \ G q$ ^Ÿ ^ c ^ \ ^i G q$ 4 E1³. " \ 2 4 E

79 4. G l1 L O... cavity 1 cavity 2 cavity cell 1 cell 2 cell N c cell N c 1 cell 2N c cell 1)N 1 cell N c L C L 1 L C 2 L C N L C L C c N 1 2N N c c c 1 C 1, C 2,3 N c N c 1... C N C C N 1,N c c N,N c 1 c 1,N c 2 c 2N c C 2N 1,2N c c C 2N,2N 1 c c... 1)N 1 c c... N C N 1,N c c c C N c "%$'&")*& ",./12234/"687 "%$':)"< >3"& '$@)'% ')8C 3'&&

80 \ D. h D ² G 4h O.r O@, cku k., G, l 1@ Š a G V\ 2 4 E 1. i. c. f@. c "G ^Ÿ ^ c ^ \ ^i G q$ c ^ \ G q$ 4 E "G Š@.G \ / / \" 2O2O2 ^ / ^ / %$ 2 4 ' Ž ŸG, i,,, G 1, L c. GŠ [@ ^r G> U.b1 O@ G " L O ehi.g C@ 4 "«³ c ' ^Ÿ ª«ª«ª ^Ÿ ^Ÿ ^Ÿ c ' ^Ÿ ^Ÿ c ' ^Ÿ ^Ÿ ^Ÿ ª«ª«ª ^Ÿ c ' 4 'T a, G, < 1.G Š.GC@. [ G. C cau k: j 4 " 4 i G G. "$%"&'*)$. O",c,/ 1 k G,.G@. l., G, ck : j Š. Š@. "r4 E.,,>@ e G :.. l : G$ G au. $. G É G. O" Œ: G., G,,. 1@ c >. Š µ, O" G.gj.l.G<@r4 E U.r1 4 E G " GG.@ G. k Ga O l1$@ "Ž4 " 4 "O œ \ ^ G /,./ ^ / 21 \ / 2O2O2 4 '[, \ /. G, G. / 2O2O2O2.@ 1i c </,C1 G O" 1@G "G. *š œ fg., Ÿc LL µl7. G O" «4 G.G 1k@. " / ž i G 1, G.G O@ O"@.. G.. <@ 1.G G,.G1:@. [ Š@ \ & \ c / ^43687 / '' ± ±±± ± ±±±± ±± ±± ±± ±

81 U U ' U h U ' ³ h \ G L bg. o 4. O, l G, G hi.g /@ GŠ<,7...Gk.G O@ rg,7 G..G :@ 1N,7 Oj.G G.Gf1 i. 1 G G Œ:.@ U. i. O" g G, ): b T. 4 E,G i@ G.,, hyé G 1 G G G,f1 ".G L7. T G, 1 G f O b@ Oµ1l GG O U. k: j : G /,L C1., c [:. O " 1 G fl7 G, GC1 G GG,., G.. O Š.G.GG " O@.C@ ŸL7 G, c. < G@ L7 G,L.G)1@ O i@ Šr1V@ [C g G / \.@ G 1 1@ O O@ GG O U.Ÿ,...G@b4 E < )1 k G 1Ož G 1@. l. G71. C: j r@, G. 1, ) 1 G 1ž@ G " GG O U. <.@ G, G.$ L G 1N@ V@ GŠµ1 :U.f1 Ÿ,GO O@,."L C.GG " O.L@ GG, G, 4 ',G GG O U. i.@ G CG. 1 G.. hyé. G O"., [ Š@.i 4 " 4,.G*@ Š..G@ 4 C1, 4 >,.. 4 'T f@ G, j /. [ G, j G. G, 1 " T g ŽLU ",O@O G.G,7 C, U. 1.G GG *.@ G *G. O ^ Gf1 GG,, G, a. O G " OC.ž,."G. ku [ G, GŠ l1@ c@ 1@ C1., [ 4 " 1 fg. @ G.G 1/@ G.*. "G. 4 G 1 GG O G " O œ œ. G. 1 G.,G hhé GL O@. O@, G "Ž1>@ $D G G G. a. l> G O@C@ É O@ * <,G c@ <@, [, 1@ Gj1. C., GŠ,71 O@G. \ 8L G.G1@ O@ a GG G,,, O G " O". 4 4,G L@ G /U. 1 G G " O" " " " C. au. O@ i" c kgšu.. ŸU. b G " Of.> T bl7 G " O L@ 1@ [C1Ÿ@ GG jced G 1 GG, c) GL /CED G U. O. Nhi.G *O U., >@ ). O. G. O b@ O@j@ G.".GŸ T 1N@ 1rOi,G.@1G./ jc. ) ŠaG " O" k. G )1 Š@. O *Œ:, <, Š@. " G, ³.e1 [@O j@ G,O@OOj1 *.GG " O@ :.j@ GG.@ G c*gšu b > C G,O@OO Š@ G " Of1 [f O@ œ œ \ ^ 2 4 '16

82 4h O G.r O@. model: mode 1 C64: mode 1. model: mode 2 C64: mode 2 v n v n cell cell. model: mode 3 C64: mode 3. model: mode 4 C64: mode 4 v n v n cell cell. model: mode C64: mode. model: mode 6 C64: mode 6 v n v n cell cell. model: mode 7 C64: mode 7. model: mode 8 C64: mode 8 v n v n v n cell model: mode C64: mode cell f j) [Hz] cell model C T1 mode 687 ' "%$'8" ) 6, 3'&&)'% %" )**3'&& )& $' " "%$' ) )&&)2'$ /" */") $')& )'% 6 " )&&) ')'$ )& $ "& ' ")'% 8 ) & "22'$ 3"$ 2"" 2"$)& ' )' 2"$1 )&)2'$ ) $32*1" 2"@$2 *) & $'8" ' "%$' 3'&&&%8"2@) )2)$)3'1 ' 1" 3'&& )&))%*",.&2" " ) )&&)2'$/ 1 * 2 *34 76 /8, :< )$ ')'$@687 ' / '

83 4. G l1 L O field amplitude v n ) tuned cell 1: 1 khz cell 2: 1 khz cell 3: 1 khz cell 4: 1 khz cell : 1 khz cell 4 )&&)2'$ '&$*) & $ "& /")3'& ) "%$*)6, 3'&& )'% '8 ) 2'& '32'$@3'&&<$ '$$3 1 * :< / 1 * 2 * igšu ca GL., G G Ž %1 G ž1 O G. O@ 4 '16.[@ [7e@ )@.GG " O. 1 µ G,., G.CG. "G1>@.cG O"V@ G,O@OO Š@ G. / µu G,.GG> 4 «³ 4, 71< Š@O G " b. / G >@ cÿu f@ G,O@OO @ c@.gg " O< G,O@OOL. l1 hi.g GG ig... O G " O "b@g.> c G,O@OO* G D " ' 6 2 ^ 2 4 ' 4 1, 1 C1. 4 '16 4 ' 4 " G,., "G1/@ G 1. Š 8. : 1, G,. 71,. G GŠ i@.gg " O,l@. O@@ G.GG

84 4h O G.r O@ [%] m ean amplitude homogeneity m ax ) v n ) n ) v ) detuned cell * )&&)2'$,, "%$ ) & $ " ) 6 7, 3'&&)'% / 1 * 2 * 8 )3'&&1$ '$ 3 * :<)@3'&&1)1$ '$$ %$)&&) 2" $22, 3" ) & $" "' ",, "%$ [%] mean amplitude homogeneity max ) v n ) n ) v ) a) ) detuning of cells σ [ khz ] f number of cavities b) amplitude homogeneity ) v ) n mean ) v ) n max 8' ) )&&)2'$ )'),, "%$)& $""' /"6 ", 3'&&)', ' 8 $ '$ 3'&& / 1 * 2 * )'$ ) 3'&&/ ' ) " )&&) $22)2'$ 22) "": " '$'3 1 8* :< [%]

85 4. G l1 L O x inhomogeneity sensitivity [1/kHz] i number of cells per cavity )&&)2'$,, "%$ " 3 "@" 3'&&1 C 1)'% &/ 1 * 2 *3 4 6 /8, 1 82 :< inhomogeneity sensitivity i [1/kHz] x /2k 1/2k ) )&&)2'$,, "%$ " "' 2 % ) 3 " " 3'&&,.2", 3'&& 3"&3"2) /"8), 3'&& )'% 4 6 /8, 1 82 :<

86 Ẅ \ ` " ` \ \ D & \ \, š, mln G 4h O.r prqtsuvawyx>zau uu{tuvcg~$qtxcv. O@ C@G., Š@. "L@.* l1@ G [ [ : b "G. š GŠ@."G1 œ š.u. 1,i D,,kck> r G Š@ Šš œ 8: 4 b ³ œ Šš œ & š c.g b4 '"³ 4 ' ŽkU %$ Šš œ µš œ ` Ž 2O2O2 f 1@, D 1l G,. G '& \ \,cc GV hi "G, 4 '.[@b4 ' T@ \ Šš œ œ š f. /, @ ` 1,ŸC ž1.ž, G ",, G / ) G k1 O O,.G & Šš œ. GG œ š ^ & ` \ /@ G 4 '"³ G. l G 2 4 ' Šš G " [@ œ š 4 ', G D [ G,."C [@ œ >, a, hi.g "Ž4 au., 1$ < D <: b >.f@ 1 Oµ.[@ "µ1@ ) a. 1 k G c. 1@ G O"Ÿ """ OL1@, :ž1. G ", Š@. Ž. G [C1.,,."C.f Š@. "4 4 ± ± ² 2 4 ' žu. ", >.Ž4 ' l@ G GG Ÿž1. 1.G 1 ", l G., l" [ """ Oj1c@ 1 GG k1 O. [ Š@ 1ž "[ GG k D 1R 1, & Šš œ œ š \ œ œ * G

87 š š \ ' š & \ š \ & ^ \ š ^ \ \ ^ ` š " ` h, 3 h 8:, œ 1.G >.e@ / D [ G Š@ & GŠ@." O k: "f"@ :.,,C1 k: :. &e,j G@ >@ ³ š V b G G. GŠ@."GLš < š Ẅ G, L b1 4 4%, O O@ 1 G š GŠ@."Gfš š 1@ œ G & 1, <@ l1@ œ,, 1.G.G.,".Gf & G1@ \ "6. /: j :U. O %$ L G1 4. ³ O š. š. GL 1> l.... $@ > G 1.[. œ 1. š l.e@ [ O.>"O 4 GaŒ>., m " G cÿu 1 @G """ " 4 " Šš œ œ \ m, bc G G, G «1, 71, G D " ` ` ^ ' G & ^ 4 76 ` '),, G `G c,, G G &.:@ G G 1. c L, GŠ". k G & " 4 œ * %$ ' ') `, c / hi.g 1.*, 1 U,G GL c ] "Gl1 ", : G, [ U.Ž1 GG O a., G, Š e g > 1 r.g L G D C < G 1, G 1 G,. cu "Ž,G$ [@,.µ@ 1 " "4 N /: j "4 76 ' :U.b [ )1 GG. GLC k G k: j O l1@ L 4 '"³ [³ G G c l Š@. " <@ O G D C L@ NŸ, G. œ ' G

88 U h " ` \ " ` ^ ` ' ^ " ` š G 4h O.r O@, <, G L.@ G k G..a@.@. T GŠ O [ Š@ œ \ ^ c 2O2O <@ 1. k1. k "Ÿ G., k 1@ k" [ 1 f G """ O 1ž@ *. " GL 1N G G L: b.. G 1. ag. b7 U. O" [@N1G@ U.c1 ED 1,c 1. "G:@ G, G.GŸ g. G, G l 1,,C1. <ž1.n "@ ", G. µ@ ", f "G [ 1 G,, %$ [ \ / @. "*1l4 76 '. \ 4 76, \ 1.ž@.GO@ " O@. " \ i œ ') & G.l. Gl G k: b : Ga1 GG G.. O c 1., G G G, G Œ: i G " O O@> G.GG@ G, "[ L@ c Š@. cc:. G 71 au.b1 ".L@G. O@L@ GG O ž., G, Š mln aw wy~ G G G D,.i1V Oj O.>@ U.,,C1 G G,. Ž " 4 b 1N@,Gl O, i. "G. GŠ@."G/4 ³ "j4 G D [ G ž1.n D 1 /G G,."L cc [@Nh:.[.G Gk1 O. GG O 1$.b, 1 G "G)4 1 "G [µ4 G,G<, 1 6 O 1Ÿ " f: j : <>@CEDGHDLNODN@R HTU@VDU> DN R @. " G, Œ: U. ". <@ a µ@, G O [< 71, O T Ÿ. Oj ", O@ GŠ hi.g 1 \ 3\ %$ C1G< > 1.G [ ) G `[ D C U,G:, "f@l. : " 4. [ 1 GG,C1: j >1 O "G GG: G O. š œ )G. 1 G * OC "4 " 4. [ Š@ œ G *: j. 1 GG O U. k, : b i G L1 [ b@ *@ GG. c< : <>@CED O [@

89 D D h, U h c 1.G 71 >: j VU. <@G.N Š@. ",.,,V@ N1, G, $DT 1 c. G., G, É Š. G Ž 7.GG :, G, G, Š 1$1@, G, < Š. a@, G, Š. U.b1 Š j G " GG /.@ G c G f: j O T 4 E @ 1l@ O 71 [@l 4 [ G, k, G U.b1. 4,G G <. G O G, 1c GŠ@." GŠ" k, 1c@G. amplitude cell 1) [d] π π 3 π 4 π π 6 π 7 π π π π π π π π π 8 π π π π π amplitude cell 1) [d] f g [Hz] f g [Hz] "2'$'2")3 21'32 " 687 "%$'4), 3'&&<122, %" 22')$ 2)2 )& $ " '&$ 3'&& ) ) 3 " " / "8 $ %8 )2" 1 * 2 * * 4 6 /8, 1 82 :< & / $ ) / ) & "22'$ /" ) 13"$ * 1 * 8') $@"8 ) / ) /" ) 1223)"" 2' 1) 1 32 * 1 * 4 E, G, 71 /. Š GG 8 O HDLNODN@R HT@VD > : j H *: j <U. µg. Ž O" 1 L 1 "Gk4 76 GG, O [@ 1@, 1, 1. "G O [7 mln )u { Ÿƒ u{lgu~nzÿ lg~$guqtu tzw a q Ÿzau{ G,G Š. i 1, G, G, " Š@.Gf Š \ " " G,,7 k G : G, G, Š.l,G j G. G, \ µ,. :hi.,, É, G, : j Ÿ G G r Š,." " ^ " ^ OOO ^ G G G. / \ G ) O@ \ G 7,c 1 g 1@ G.GG1@ GŠL.G/1

90 U D h D D D U D U ' D G 4h O.r O@ C1...e G. G, G «,, G c, G G,."G [ )1ž@ GŠ V GG1 1@ G, U G, k G N 4 TG@ >@ / ^ \ ).@ G :.. G1@ \ 3 *), 71 3 G 1.. : j G..V@, ^ G. 1ž@ É, G, L Š G.Gb1ž@ 1. 2 ε^1 / ε^n relative amplitude phase of [deg] ε^n cell cell "2'$ 22')$ 2)2 '& "1 3" ") '$, 3'&& * 2 * * 4 6 /8, 1 82 :< 1 32 * '2")3$ ) * '&$ )& %"@) )& $ )$ )2 ": 687 3" /" $ %$)&<3'&& /" ) 13"$ * )$ /"8) 1223)"" 2' 1) 1 *., G cku U.j1 l GŠ" G " G. GG G O G " Š@.GC, G, Š G, G C :@.".G. f@ " ^Ž " ^ ^ G, «G O@ G a1. GG O U. G@1G LU G, L "G, " 4 T. µ@g. /. 1 [7 Ž@ GG O U. L7 G,., G G " G. GG O > " " G, g G, ³. 4 GG O U. C: j G,. )1l@ 1. / ", É, G, 1, 1 G 1,)C Š i., [ G, Š@ 4 " 4 4 'T Š 1 GG O U. *. G,. 1 É O 4 É, G, Š V@ U. G G,. G É.V :., 1L.. " 1@. [ Š@ 1@ É O" k, G G G,.G G 1 > G, G.G)@. T. G 1@, G. É e@ G 1.G G k 1@ É GŠ1.a,GO O@,."µ G " ^ G)1 GG O U.. 1 )U j.gg " O" 4 1, 4 ' h.eg ",O@O G.G \ ^,7 U. 1.G k@ GG O 1R@ ^ G.. G CU. 1.L@G.c ž.l@ É O" c@ GG CG. 1, 1. O 1ž@ OŽ "[.G.G@ "RO

91 h 4 E, Š G, 71 /. O GG Vo. mode 1 mode 2. mode 3 mode 4 v n v n cell mode mode cell mode 7 mode 8 v n v n cell mode mode cell mode 11 mode 12 v n v n. 1 1 cell. mode 13 mode cell mode 1 mode 16 v n v n v n cell mode 17 mode 18 f j) [Hz] f cell cell T1 mode 8*% 687 ' "%$' "), 3'&&%1223 %"*) 3'&& )& $' "4 "%$'*)*)&&)2'$ /" ' /"*) '$ * 2 * * 4 6 /8, 1 82 :< %8"2):4"& " 3'&& :687 '&$ )& $' " )$ " '&$ "& 8)& "*)'% ) :68)&' )3" '32'$$3 &' 2" $ &2" "@) )&&)2'$ ' / '., G G l1. 1,,7 Ÿ, O.G ^ U.1 GG 1,a c, O 1@G.l 1. c O. f, " l@, 71 C "4 [ L: j G [@)1ž@. /1ž@

92 U U 4h O G.r O@ cell 1 to : 1 khz cell : khz 17) field amplitude v n * cell % )&&)2'$ '&$ ) & $ "& /":)3'& ) ' "%$4 ) $ '$, 3'&&41223 %" ) ) & $ "& ' /" ) 223$8 ) & $ '$ 3'&&)$ /" ) 223'8 ) $ '$ )'% $1 * 2 * * 4 6 /8, 1 82 :<, G,,ž f Š [ Š@ œ * [ fu. 1 GG G1. 1 G DG1 O /1>@. O G 4 76"6 Vhi. G@G.> 1@ C: j G G, ".[@@. k./,g. G,C1 GG O U. G,, 1,. 4 T hi.,, V@ U. U G@1G,. "G, «G G.G l) l) amplitude a v n / ^ ε sum of 18 modes 8/π mode 8/π pi mode π mode π π mode l) l) phase of a v n [deg] cell cell "2'$ 22')$, 2)2 '& "13" <")4 '$, 3'&& 1223 ) "" 2' 1) 1 * 2 * * 4 6 /8, 1 82 :< 1 * $ " '2")3 ) * '&$ )& $8 3'&& %" )687 )& $*3" 3 " 3'&&/" $" ) 687 "%$' )$$ " ":)&&:687 "%$'& "22'$3") 2"

93 h \ h h CHTER 6 " $$ &% >n u'aq uwyuvcg{ xcv w a q Ÿzau&)ˆxcwyxsuvŸuq " G71..@ : j L G rg. G. O,G GG ž 1, O..@ G.ž ž [ CED f "O [ž1@ 1@ 7% G Œ:rU. 1L 1GU.<..G [ O$1 G cœ: 1[C U. 1 8 c 1. " VU. Š@.G/ O@ Ÿ V.N k@ 1N,7 O@. " * <C 1e µu. Ÿ@. O G *G µ ggg..,"g Š@).µ@.,,. CED G U. <: b )1 GG O G " Of1@ O L7 U.j1 1 GG GG. O 1@ O G " O CED G 1 GG O ³. 1 G < 1 [7,.G [ GG,G CED G O.GG " O a@ G.) C71 /U.µ. U. ",, 1j.j1 Oe@ Ol.i j@ O@j@ G." V., G $U. G,7% " Š@.G/ G> C1 l ž, «". O@ [ G ig Š@. ".@ Ÿ [c1 T ' [Ÿ h>4 %' 6 CED G [,C, EDT,,L : j /1 G *@ GG.@ G G@1G, i c O G " D. / Oj1N@ D <>@CED "G, "ahi.g H / DN i. c@ [4. G V G.RG " OŸ R@ gg,., G i G.Gl@ G GG O U. 1. G 1G :C G.Gl. "Ÿ1@ O O, "b 1 G ) 7,7 L C : G,. " Ž@G./g )cl.v CL7 G,L f1.,,/@ G.Gj1ž@ GG O U. 1, G. O@ ), G, ŽC.VU C,, CGG Š "1, G,, 1 Š.. O@ *@ G L G O 1, [:., [.* Š@. " ³ 6

94 ' š š ' 6 * & ³ h GG U./ b7 G,L O >n w a q Ÿzau x/ tu u~n{ uwyuvcg{ [ b G.G., T > " " 2" ') '&$ "& 8" ) " ) )'% 2 " )'% 2" 1 3'&&1/ ' )& 1')$ G.i1 GŠb1 G.GL " r L G j, 4 & c š & ^ š & " G œ 2 ³ 1, G L7 G, GG O U.. C G 1 Š k. G,. " G, L G< G j,71 C1.lL.G@ 1l71. G 4 1 G.C. ED U G, [@.G ".G "GC@ O. ³ G, 71.G. 8:, G, 1.e@ " L >L 1G71 >: j c G C ED N G.,G.G ")@ G D C > C1. L 1 " ED "*@ O. \ ^ š & \ ^ \ ' š 2 ³ ' 8:, \,C1 f k. GŸU. š š Ž.ž@ G. T GŠ@."1@ Š.. "*4 ³ ž@ U. Ÿ. U.*1 1R@ Š. GGi1 O "G/@ ED il7 G,C L7 G :, G GG O..G/@. T GŠC,GO GG. L7 /@ [:"O >G,C G ".G U.LL7 G,L G b [)@ OŽ. /. Œ: U. L7 G, L [ G " 1e@.@ Ob. j ž L / [ G D C G,, G GŠb,GO 1 [ G,." L7 G,, G GŠb,GO 1@ GGiCED G, G ku G, O "*@," G ³ G L7 GŠC,GO L.G "G [ ) k >@ G, bu.bced G ku G, T ³ >Œ:rU. 1 L7 G,<, 1@,.". VŒ: ŠV@a@ 1 > / 1.

95 U * U ³ h O GG U./ b7 G,L [@ amplitude output cell) [d] 3 2. a) without bead with bead in cell 1 δf amp phase cell 1 rel. to generator) f [Hz] [deg] δf ph f [Hz] g g ' 6 " $1 * "%$*2" )" )2'&) $2 ' / / $ 2" )&1')$ )"" 2' 1)" )*6 / / "'2")3 ) * ')'$ 6 )%@) " )&)28 23 )2 ) 1 )2'$ '&$ ) * b) U G, L1 k a@ GG 1. 71, )CED G O. "G [) G, G.GC@..iG ". G,O@O µ 1 "[ Ÿ@C@G. 71,.G 1V@ GŠ,GO.,a ,,, 1. L7 G,.kg G".G ". G D C G,, G GŠL,GO 1. " D RN D H D 8 DG1 ³ ' G@.>"O chi. G, /L7 G, ED. U.b1 ³ ',G >@ ". Š. GG O U. k: j 1@ G.., >1 O G.G GG O G " O" 1.G 8* DN@ D. R f71 )@ G.L7 G, U. ): j.1 1$@ GG /U G,, O ³ ' lhi.g «.G<@ 4 a) 1.1 b) df / 1kHz) relative amplitude z [mm] cell ) %, ) '& '32'&$ )& $ "& " 687,, "%$4)', 3'&&)', ')$%,.&&1 ')' 1/" */"8) & $""' 4 "'21"$ 687 3'&&<) & $' "&

96 U ^ š ^ š * ³ h GG U./ b7 G,L b O [ G.G L [ 1ž@ /.Ž,,." e@ GG O U. : j C G µg. L7 G, 1. O hž<@ [ G, *: j, GŠ 1:@.ž C1. G GN.G ".G G.G L.L VaG. c G [V f@ 1 1@1L \ \ y & ³ 6 4 Œ> k: j 1, G. C1..ž@ G. G, " G 1, k G, G k71b a: j :, G "/ ggg e@ : Š@l@. T G. l1@ O" G, f G 1,. :C D. " 4 " 4 œ \ œ 2 ³ 4, G N: j G G O. \ G. 2O2O2 1$ "O G,. cgšu L "G 1e@ " " G, C D > " O@<@ " " [@ \, c > ehi.g G,. G Šš œ \ Šš œ ³ ³ 4 4 E LŽ 1, G,. : j >, G "G RN@ H ED.. G G l1r@ O@ G" 4 '' :,.G G" " G c U G,. Šš œ œ š œ š [ ³ O@ \ œ œ G, b 1.G. [ \ G & œ œ 2 ³ Œ> 1 ><G.*G * 1 "G GG O U.<L7 G,L LL 1N71 [/@.k,,o. G a71 k@. cau [ 1@ "G,.G@ ž@.ž.f@ [ 1 ³ ³ œ š \ Šš œ œ š [ ^ œ œ œ š ³ \ ^ œ & 2 ³ " c,c1 G:1 V@ G GG O œ. >G, L7 G :, G a G>GG. C1.T71f..Ga@. T GŠL,GO N@ [

97 ' ' h * ' h ^ U ' ³ h GG U./ b7 G,L cm O [@. 71 1@ G. L7 G,L 1. 1.G [:"O, l œ Ž1, G 1. G, µ L7 a..,, «@ Ÿ@ GŠ,GO G, GŠ,GO.G "G [ Ž 1, µ,l.r" [Ÿ.$. 1,> f É O@ "G i@ [ G [ G >., L7 G ",O $hi.g.g 1,.N@ GG, GG O U. f: b < G G. L G O. U. C.@ >@ G " O" <. fu,g [)@ µg1 < " G D C G, f " GG O U.,f G@ G, b 1.G,G. [ >. " " G g \ ^ œ & [ œ œ & 2 ³ E,ac G kl G, hi,g >@.l.*@. [, G ". ³ E GŠ G, GG " C1. :@ [Ÿ ³ 6 ³ " O@. " ŽŸ. k.f@g.l Š@. " T@ G, " _ " G.k > G@ /71,G G. L7 G,L *1 [7 GG O U. L7 G,L [., G, G, 1, G. <,7 Š ","µ Ÿ@ G C1...G*1 Ÿ.a,."G [ b., G, r., c %1 Ÿ G., É O" [7T@ ž@ ž«@ G, ŸU G, ³ 6 G.g. G, /71.G<@ G.RL7 G,L G, L7 G, ED [7. ³ 4,G ". U.. : j N, Š," G e1. 1@1, G, žl7 G, Š amplitude cell 14) [d] π mode 7 π π mode 6 7 π mode 6 7 π π mode π mode π π mode f g [Hz] )&&)2'$ '2")3 21'32 " / 687 "%$' ) 6 ', 3'&& 1223)"" 2' 1) 1 * %" 22')$ 2)2 )& $" '&$ 3'&& ) 3 " "< $ % 8 )2"/ 6 )&<&'4 ) ' / '" 687 ' "%$'

98 U * ³ h O GG U./ b7 G,L [ b G.G δf / 1 khz) δf / 1 khz) δf / 1 khz) δf / 1 khz) δf / 1 khz) δf / 1 khz) π π mode π mode π π mode π mode π π mode 2 7 π mode z [mm] ')$%,.&&8 ')'$ "%, ) "& ' )3'4":) ', 3'&&<"2"1 1223)"" 6 :< /"2'& '32'$ 687 2' 1) '2", U. 1,a 1., k, G G,.," c G, T, ³ 6 L@ j@ U. Gi. G.gb. c.g GG O U. a: j : G 1 U. RND. H >N@ / D.*@. G.gb.l.*" l@.,< G D. 1, Š G. C

99 " ` & & " ` * ' \ U ` & \ ` " ` ^ ^ ` ` \, 2 ³ h GG U./ b7 G,L O [@ GG O U., /CED G D D "*@," G DRN%@ 8 HT D >% D RN D DN@, G HH $@," D D Ž).U C i, c U. Ÿ.µ, G, G Š. U. G G1 "@ Ž 71 ",O@."1)@ [ G G. L7 G,L [ "G /@ G,., G f C1. c G Ž "Ž1ž@ [ G.a "G, L1 Š/@ k@ GG O G,*G ",O@."Ž1>@. [ G «G G G.G :@f@ [ G 1 k"j@ GG O U., i «@ G. L7 G, U.iG 1,)"C@ ",O@."L1R@ RND. H >N@ / D [ G Ÿ.b@ GG O U., <CED G <1 "r@," GG O U. : j k G,ic., 1., 1V@. "žg < «G G 8 c.g G, : j c G G, G.L7 G,, ) " 4 76"6 4 G 71 iu.f [ [ a1 GG Ÿ. O.L@ O@L@ [ G.l"O \ \ œ œ \ > > > ^ $ & `[ 8:,>c G ³ ' V@. > G. D 1> 1 b [ G. V@ 1 @ OŽ Š@ 1:@ [ G L. < 1, 1G 1 Ok Š@ "O ", [@O ž.@ [ G &, [ 1 "," G i GŠ \ \ %$ C C G G, GŠU. \ G 8 r T G. ' 8: ³ G,,, $hi.g «G : j < G.Ga1.".G.,."G [., G, fu G, b71 Š c ³ " ³ ' G.VL G )jced G GŠ 1./gG " GG O f, G Ž G, G 3 "," G GŠ C1.V71 G...Ž@ [ G, 71 f [ [ 1 GG k. O.f@ O@*@ [ G. \ \ > ^ 2 ³ 76 8:, Šš./@ G,. [ Š@ ³, G GG >71 G.k@,GO )1l@. T ³ " >L7 G GŠb,GO l "G [ N \ ku G, Ž G ³ ³ V@ G, >, G " 1@. T G N@ G, L " 1ž@. [ Š@ g G [ f1 GG O 1@ Š@ œ

100 ` U d \ D \ d * U h d U \ ³ h GG U./ b7 G,L b O [ G.G G, i C1.R71 ) "G, j,.g 1@j G"j G.,G.G. G, 1 " G f1 ³ " r ³ ' ³ 76 $ )@ GG O U.C, CCED G )@ t " G 1 L7 G,, C. *hi.gb@ G, 1 GG O U.L G U., " [1l«G G.G & G :c ³ i@ G.RL7 G,L [C" O@. " \ GOU... \,.G \ \ &, il7 G, U.> U.> c. G,:1 GG O U. :,. )@ U. L>,> L,,7,,."G [ O@.G,.G*«G G G,7 G, G.G*1V@ O@,.G GŠµ Žf G. 1 L7 GG O U. *: j < G 71 G. L G,L G, G, i c )L7 G, * U. Ÿ U. c >g G <, G. L7 G,L [@ > C * O.Gr@ O 4 "«³.Gµ@ G, 1.G k k: j. [ Š@ :1@ i G ž ³ 4 1 G f G,,," G,G G,*,. b, G.Gb@ ³ ' $ Š@.G," GŠ \ CED G 1 O@ GG O 1 G CED 1 G " ³ G,, G 71.. [ Š@. T O@ ³ 6. " GL 1. 1 G 6,.G ³ GŠ " O@. " \ 4 l L >1.. > l1@ O" "$ "&'*)$ G, G )71. ³ ³,G, G.L7 G,L eÿ. GL G71. [e.t1 É O" Ÿ G " e GG l. G RND. H >N@ / D ŽŸU a, k ž@ G b@ G. U.l ll7 U.. C1.71.,e@ 1,< [ G [ / G., ",O G.. 1G. fc * 1 V,.G hh O@ O@ GG G@ 1 1 CG O. G " G, O1 [4 f C O b@ :@G. Šj.,L. É O" ³ G 71,G, G.cL7 G,L µg <,L c G [ O" hi.r@ [. U. L7 U. f, >71L.Ÿ" hi.,, U.lL7 G,L 1 fu G, C,., G [./@ $ ³ T µ GŠ G, 1 71 "µ j@ Ÿ@ 8 E a. C1.e71 <, L c LL7 G, É O"

101 U * U ³ h O GG U./ b7 G,L [@ o π mode profile profile at room temp. measured profile relative amplitude cell )&&)2'$ 687,, "%$ 3'&&8) & $ "& /") '$ 6, 3'&& )'% 1 * 2 *3 4 6 /8, 1 82 :<.1 * '%" ' "%$ "& :)" )2'&) "& * 8 4) & $"& ) "" 2' 1))$ '& " )1')$%,.&&')' 4 *&) " 1 * :< 6 ) 2 ) 4&)3'$@)83'&& )$ "2) 2 ) )83'&&. G:1. GG O U.> L 1 )1, [ G b 1La. ku G, >@ 1@ É O" ³ T U. 1 Š O GO GG..@ G 1Ož <71 O < G. U. LL, G.gj.>. O@. 1, <@ [ GO@ [ G LL 1.,. O@ <U G,,, Š:@ <@ [ 1V@ Od ³ T G.k G, " "GC ³ ' ³ f.žu.ẅ 1 [ G l.[ g G O@G lg GG "[ G, U. LL G..1,.G O ž" "<@ c G l D 1 1 > 1 ž [ G N@ O/ Š@ [ G V. N 1, > 1G 1 OC G, " $ )%&" )%"'8& : j N G C1.. Ÿ.GŸ1.".G e.$. h, G, j. hhé Odc 1,LU G,, f, 4 4 Š<1 «G G. c G.G :.: "G b@.g "G,, G, 1, Š G.g k, : j 1 Š µ GO GG C.@ O ^ G. G, /, G <71.@. ³ <,G i@ i1 G.L7 G,L G "f h., G, k Š : b@ G, U. T@ ^ G. U.k al7 U.a1,a C1. 71,.G,."G [ " *O. Vhi.G Š <., G, b71 Š,G G.NL7 G, U..V1 O@.GG " / GG G, O /,G. ³ T

102 * o ³ h O GG U./ b7 G,L [ b G.G 1. π mode profile profile at room temp. measured profile relative amplitude cell. )&&)2'$ 687,, "%$3'&&)& $ "& */" )$ '$ 6, 3'&& )'% $1 * 2 *34 6 /8, 1 82 :< 1 * 6$23'&&4"@)'% $ '$ 3 ** :< %" ' "%$ "& )" )2'&) "& 8 )& $"& )4"" 2' 1) )$ '& ") 1')$%,.&& ')' *&) "& 1 8* :< 86*) 2 ) &)3'$ )3'&& )$ "2) 2 ) )83'&& khz bead 2 khz bead khz bead output antenna cell 1 relative amplitude cell % *&)2'$'1')$%,.&& ')' 8/"8*687,, "%$ " ) $ %@6, 3'&&)'% &8 ) % %,, "%$ "&.1 * 2 *3 4 6 /8, 1 82 :< 1 * 1) 2 ) ) 3'&&62 '" 1')$%,.&& "& ' 8 $1 1')$*)$&8 "2*) 2 ) ) 3'&&. 6 /" "8 1')$%,.&&1"&,* :<1')$ :)&2" "28) 2 ) &)3'$ )3'&&6 '8) $) 2" $

103 6 6 6 * U 6 U o ³ h GG U./ b7 G,L O [@ ŽL7 G,Ŵ 71 hi._@ G. U. LL.j.1kO@ [ * Gr, µ LL ", 1k@, G Š G, f@..1 7 ³ 1, <@ 1. π mode profile profile at room temp. measured profile relative amplitude cell <)&&)2'$ 687, * "%$ )& $8"& 8/") '$6 '', 3'&& * 2 * * 4 6 /8, 1 82 :< 1 * %" ' "%$ "& )" )2'&) "& 8 )& $"& ) "" 2' " ) 1')$%,.&&')' *&) " 1 8* :< 6 ) 2 ) &)3'$ ) 3'&& )$ "2 ) 2 ) )83'&& 1, [ G, U. " O@ 71 G.VL7 G,L ["Ž@. 1@1, G, *1 G, Š N, O@ a1@ 1@1 L, k1 GG O G " OŽ1>@ G G. G.G GG, G <L7 G,L G,..,,.. 1$, Š@. " ³ " O@G.µ@ 1@ G.žL7 G,L C GG b G, GG L71 "G.G@ G.VL7 G,L L, G G, f / O.Gb@ )1c@ O «@G. )@, G.G GG,*1. /@ gg 1 [ GG Ž.GG U G, O G " O" f"g GG >.@ G G " 1@. 1@1, G, l, )1 Š.> dg, < Š@. " ³ '., G, : b e G C1.. G, G <71.Gi1G.".G.. ³ " ³ E,G, G.G, G G.., G,/ j. G : G, Š@O G : G 1$@, G, 1 Š,Cg Ša1N «G G C1..l 1 G.G i.i G." " Š@OO)1 G G, :c. G G.., G, j71 Š,G G., G.c1 O@ 4 GG GG "

104 * o ³ h O GG U./ b7 G,L [ b G.G a) δf / 1kHz) b) z [mm] 1.3 Nb prototype simulation relative amplitude cell *% ')$%,.&&1'& "@) ', 3'&&<"2" ) 2 ) 3'&& 84"2 ) 2 ) 3'&& 3 ) %" ')'$ '& '32 '&$ )& $4) 8)'% ) :/" 8687, *'2")3 )&' )3 2 ')' " 1 6 *&)2'$ 1')$%,.&&<'& /"8)1/'3 '$ ', 3'&&<1223)&2" "& 1 8**

105 * o ³ h O GG U./ b7 G,L [@ π mode profile profile at room temp. measured profile relative amplitude cell )&&)2'$ 687, * "%$)& $"& /" ) '$ 6 " ', 3'&& * 2 * * 4 6 /8, 1 82 :< 1 * %" ' "%$ "& )" )2'&) "& 8 )& $"& )"" 2' 1) )$@ '& 4":) 1')$%,.&&1')3, *&) " 1 8* :< 6) 2 ) &)3'$ )43'&& )$ "2 ) 2 ) )83'&&. 1. π mode profile profile at room temp. measured profile relative amplitude cell )&&)2'$687, * "%$)& $8"& 8")* '$6 $', 3'&& 1223 )$ /" 1 *** "8))28) )$

106 6 U š U U * š š o ³ h GG U./ b7 G,L b O [ G.G G.iL7 G, U. f1), G, µ, : G@ )1 Š b GG1 Š C GG O U. U. ).@ G " O@ 1, G., G G c ", G, G, Š < Š c,g f. ³ a ", / G Š:@. U. 71 G.RL7 G,L /.@ [@ GŸ G 1R@G. GG, Ÿ il7 G,L G,.@ " [ «: G., "G Š@. " GG, C G,G L7 G,L b, G Š [<@. T G, "," G [ [@ G " ³ G, G G Š Ol.ž [:@ < b4 ^ <r,,.@ "G Š@. ^ G. U. /1 G,, ³ 6 / 1 G " /CED G G >@ G 1 G < G D " "1:@. [ Š@ k œ œ GG :71f. GL al7 [ ž@ G. U. G D C k1 GG 1.G k Œ> O 1@. [ Š@ 7 >1.. > GL 1. " ³ GŠˆ,GO 1 @G.L š \ š G D " š G G. " O@. " \ Š@ š 1, G.eL7 G, U. i.@ G> Œ> Š@O " 7 >1.. l 1 G : U. i.@ G š : G D " ³ " C, 1$@ G.RL7 G,L /,G [@i G 1 " 1 GG O U. G, k,, G.GG. ³ 4*. Š@. " ³ ',G :@ "G Š ^ G. U. G.R, G G, :,G. ³. c )71 É i@ G. U. 1, r,l l G.j" [ U. G C1.T71 L > 1, * e@ [ G [ c :. ",O., G, c. Š /., G, ŸL7 G,. 1 É GG O U.i Š, Ÿ G U., Ÿ,G G l G 1 8 c ž., «., G,, G Š >@ G, G 1,ž.l [@ "L@, D [, G,Ÿ,7 i /.@ G Š ag, g c@ O G.gC@ G G@ b@. O@ [ Š"

107 6 * š š D U ² š ḧ š ³ ' h GG O U.a G.G i >n w a q Ÿzau x/ tuavaqvÿsy} x a qtƒr~r iq " l Ÿƒ u{. GG O U. G.G GG, 1@1, G, /1 Š, <g. G / G f1,bg,ž C D L G 1@1 c 1.,.,,$@ G.Gi1G@, G, ž. G "' ) Š "$ ) )$ " $ )%&" )%"'8&,c, ".G.Gk@. G.C O@ V@, G, Š G@ 1@ O@, ), U. 1 GO GG. *.@ : j O ) G 1R,ž ) r /71 G j " [ :@ 1>@. GG O@.Gj@ U.fL7 G,L *U G, ) [ G.GGN ³ ' G k: j ^ G 1., G, Š O, Š G, ocm endcup 1 7cell cavity endcup 2 $%, 1/"< "%) ', 3'&& )'% :6:$%, *&)2: 1" $) 3"$ )'% '8 ) 1223 ).. 1.G Š. L@ [ G, 1Ÿ@.[ "G Š@.G hi.g ŽOl Š, L O@ ". e@, G,. a,y1 Š GO GG O.fO@ ^ G G G.G1R@ 1@. i 1 :. GLC1 O@ L V " rg "" )@k@. h É O@. C O@ f"g,.@*1k@.gž k1 GG O U. 1.: j > G G 1. k ž. ^.,, G 1,L7 G,, ".G. T G Ÿ71 $hi.,, G.L7 G,L ž [N.T. G, C1. 1.G É O@ œ G@ O@ [ Š" C, r.l %1 "G,G 1.G [ Š@ 1a@. " œ \_ œ > O" 4 " 4 4 'T G:C EDN@% O G, "G Šš œ ± ± ± ± Šš œ ² ª & œ ± ± ² \ & \ & œ 2O2O2 2 ³ 4 & Ÿ. i "µ œ \ & œ 4 & " 4 4 " 7 G Ÿ", a.i "[ G

108 * D š \ ' D, ' U o ³ h GG U./ b7 G,L b O [ G.G j, G 1,rL7 G, 1.G 4 " 4 & >,.G. T G G1. [ \ žc D/.L & [.@.G.L kc [ 1@ G1 > G " Š@ 1 G.G.ž@ < GG O G " G œ ^ ^ 2O2O2 ³ «³ /,,f, G G. T :,,L: j, G 1, GŠ V1@ O< & 1 G *,.G & œ š \ œ & š ³ N 11C " " [@ \ & & 4 4 ". 1, b G> c.: b,71 j G ju.,,o. @ GŠ,GO 1ž@ GLGG 1 G, G r GŠ O.> G, G r 1 G 1.G G G. C GŠr.>,GO [ Ž@ " 1l@.k $@ G 1 G C. :,71. 1 " 1@ G, G GŠ,GO ",L" $ig./ 8 c.,,,." "@G. G.G GG, GG1. > h, G, > c, G G Š GŠ V GG1 1@ G, )U G,, L,,, G 4 T>hi.G "G 1 1, " 1c@ G G." G, GŠ. [ Š@ GRC /.kg1/ [7,. O &.G<@r ³ 1. G@ 71 O@. [ Š@ < O@ [ Š G.L7 G,L G, CU. 1 [@. ³ GG O U. C: j 1l@ G.* " 1@.,k j O@ G.GG. O@ l1@ 1@1, G, < Ž <C Š "µ, "µ.gg c. G 7,7 L ŽC a.g O.GG "G g. [@ G,. L,., G,, G G "hi.g µ G.Gb@ G ž. [, "L G. L,, l. "."[ GG O G " O" G.G1k@ 1@ O@ >. 1@1, G, : G 7 / Š i1 ".G.GŸ / O@ gl G "G Š@. ",kg,c 1 1L.<@ O@ V G, G 7, G G.Gk@ O, G,b g /1 O /O@k Ž GG GŠ G.Gb *hi.g "1, G, < D Š.. 1T : Š@. " < O *@, G.G GG, GG O U. /.@ ^ G L7 G,b 71 G. L7 G,L [ "r@. 1@1 <, G, G, G, a "µ" 1V@ k.i,g. ³ * 1 /L7 G,.G@ U.a G O@*@, U. c. 1

109 6 * U ³ ' h O GG U.a G.G i O, Š G, o df / 1kHz) df / 1kHz) z [mm] z [mm] %, ) '&$ )& $8"& 8" 687, "%$ ) ', 3'&&1)'% 1')$%, && ')' </ % $ 3'&&/ '/" /" '&$ )& $' 3'&& 8 $., G, Ẅ 1 Š O.) gg GG D >,,L V O G " U,LL OŽ. f [@V h) G.V.V" "G Š@. "*1R@ ^ GŸ1. GG O U. c..,,.f Š@. " ³. ^ G. U. G,.>,G r. ³ 4h, <@ " 1.3 relative amplitude cell ' '3"2232'$) & $4"& " )3'& ), * "%$ ) ', 3'&& "2"1 1223:6" )& 1')$%,.&& ')'$ "& ", *'2")3 4"@$*%. 1@1 D G a,,l [@ O@ GG O G " O 1e "' f ) "$ $ " $ )%&" G : G /U G, 1L G.G GG, gg GG Ÿ.@ G, G, O G Nh:, G G.G@. O T@ Ofg.*1@, G, Š

110 8,, 6 * 6 df / 1kHz) a) z [mm] df / 1kHz) b) z [mm] ')$%,.&&'& 6 :<4" ', 3'&&%3"1: "%$'& )&2"' ) 3'& ), * "%$)/2 )&&/ 3"'3 "" $ %$)&%)'% '6) 2 )*&)3'$ )43'&& )$ "2) 2 ") 2" %) )1/"8 )'% '*$ '$ 2" 1 %,.1" 2,."%3' " 2'3"$ )'% 6 2)'% $ '$ 3 :< )$ 2'3"$@)'% '3, 8** :< o ³ h GG U./ b7 G,L b O [ G.G G. G, L71,. ³ «³,G /@ G.V1 GG O U..@ ^ G L7 G, C1., G,, G1 7 GŠ Š@. "G$1G@. O O@ ) gr O., G, Š. G j, G O@bO@> b GŠb G.G 1 kl7 G,.1.G@ GG O U.Ÿ G : "C Š C, G, au G, k j1 Š ³ E l@ gg GG /.@ G " ^ j [4f." * U. «@,C G 1 G.,L1, 1...@ 1 " Š@.G * G.",,.GŽ1, G, Š G,,G kced G O@ 1i@ G *@. >. :G G.GC1e@, G, ) Š O@ 1 i1e@. DG1 *" 1V@ O@ /hi. U G, ³ «³,G G. U. "µ@. G, G,< G Š O@ O "' )" $ )%&",,.GL1@ )%"'8& ) " O" $ ' $,ž "f@ D.,.G a G O@C@. G / G G.G GG,C1 h

111 š * D 6 h U ' U ' š [@ \ L 1eC D G G 1c@ " " G,.. 1 1,*G. G _1 Š. f "1 O@., «G. G.G b@ " G, Š >n w a q zau x/ tu z { wyuvc ~$_ G cxsuvaqtƒ Luw )u ~$ u{ ³ 6 h GG U., L O [ " " G, oo, G, G 1G 1U 1 / Š N O@. " G.GL " "b@., G, L7 G, f1 G.GjO)./ GG O U. ).@ G r, ).@ G chi.,, U. œ,, 71 "G Š G.eL7 G,L 1 G G., G CL7 G, [@ G.Gr1l@ [ Š@ œ RN <> H EDN /,... G.g C,.G O@G.*@ O@ GO O GL.G/., L@G. G D C GRC c., G, " 1@,. O. 1 Š.>"O 4 'T / L,.G GO O L7 C :L7 G,C: j G,G G, LG.,G Š 4 '' "@. G.Gb1c@ GŠ.Ÿ@,.GŽ 4 4 " 4 4 " œ š \ & œ š ³ 1. f ".Ž@. 1@ " " G, l> L gg G,c 1,C1 1 " Š@OO" 1, G a: j : G O@ l1, G, 1. 1, * 1L 1 Š Ož GG1 Š 8, *, [ i. T@ C O U.C,GO C@ Ÿ. [ G O@G..ž Š 1L1@ c. f G.)@ O@ <O@ O G, 1 GG :.@ G G, O G " ³ DG1,G.f 1, O@ O@ G 1,*, 1C.L@ G )1ž@. C1, G1. GG O@ O " G./ ",.G g Or., G, Š. G f, G k1 O@fO@c f GŠC G.G,)g Œ> 1. " 1i@, [@ G /., G,r Š ª /. O"$ g b71 6. " G.NL7 G,L [) GG1 " ", G, 1... µl. kg 1. Š L7.G G,. @ " >.*@ O@ >1, G,C 1,, G a*1 k@ Oj G k G 1µ.r@ O@ Gc c"g,, G,i Š O@. V O@ gf O \ 2O2O2.a /. 1, c. k1 " 1 G.g GG O G " O

112 ' š U \ ' U ^ \ ' ' ' š ^ * ' h & š 2 ³ h GG U./ b7 G,L b O [ G, R. 7., : j, G G h: b@ >1.: j gj O, 1, GO, c G Ÿ Oj@f Oj@ G G Ÿ,3G. [7 GO G.G1R@ \ / / / 2O2O2 O \ 4 c > " G " œ š.@ G) [ Š@ G, Š œ œ G œ œ > L\ / G G 2O2O2 8:, ³ œ 1, G,. [ Š@ N. Š k, G,>,, ".G G, f 1.G Ÿ1. [,f4 " 4 4.@ Ge 1 [ Š@ k"o š œ \ œ š œ il G,,f @ 1C.L@. O O@ " G 1 b71 g G.NL7 G,L 71 bl 1 71, G [7 G GŠb 1 G, /: j., G G 1,L GO \, " ³ U,Gi. i G D C k, G ).@ G, G GŠb.f@, G, Š.l"O G œ œ G G ³, G, G G1 GŠ 1i O. G,.G O.@ [ Š@ œ \ œ š œ ) G GŠ V ³ Lc G G, GŠ. G, / e ŽU @ 1 G G œ œ >G O@ V. G,, G C1.G@ Oµ G " 4 ' G.@ G D "6 G.L7 G,L, DN D. / HT DN )L7 G,, G GG RN@ H D DN D. G ³ " L7 G,. "[@ G, L7 " [ž. G1 Š r «G G 1.G OŸ. " " G, G, k1 G,, G 1,iG " Š@.G T, 4 T GŠC O C G /,. 8.G 1@ 7 Nhi.G gf OL G,, 1Lb1 b b C@ G G c g jœ: c G j.< L@ 1 G f.@ U. LL. O j ", /@. T GŠ.@ G U. "$ $%&') *, &*.*/ "213 &" : < *>&.@ &88< )$8"DC)ED&$ 67*G H*&67 : &1&*G7<$8 : L& < : 6*/ N"&H : O&') ED O6.&" 6<6R$&" ' : <E8')&" : 6T O8 '"&$ <*>*><*/<&$ $ E$ $C$ "VUON% [G>U\]^_H&$ <8 : 6` *1 &"L.$&" '.$ $ : < *&G$ EH67 %@ &8a8< H)$28"2

113 ' * D & h \ \, ' ' ² ' ' ' ' ³ 6 h GG U., L O [ " " G, L7 G,j, O@ ), G ŠŸ@ ' lhi.g f@. T GŠ >G, < L7 G..G \ 8 ^ G 2 ' G,L G ".Gf «[@Ÿ@. G 1. G"G.* f, G T GŠ * G@.k Š. G D C 8, C1. bhi.g " " 8<, G G,, )U. j@ " 1@ O@ V@G.V G, L " ". [ G, G,, Š «@. 1 1 G@ Ž 1. G )L 1.,." 1 G G1/@ /G, G " G.g e L7 G,, G G.G 1 G, L7 " [ \, G 1, O G G,, /.@ G, GŠ,GO GŠb.l"O \ > \ a G œ œ > & \ 2, ³ hi.g ³ Ÿ> O, G \_ œ œ G G & 2 ³ " Ž G N@.GG " O œ :.@ G> G C1. c G D " œ œ œ & œ œ \ / œ œ ³ %', œ \ & /. :L.@ ž 4 [ Š@ œ 1 š O@G " GG. O ³ %'.[@j ³ " G \ c œ œ 2 G G ³ 6 kcu., G Ÿk@ O@ œ j GL i1...g «l1$ O G œ œ G œ œ G G G > G G ^ œ œ G G 8:,:c G >.[ C O. 2 > ³ 4 :C D.L 1,iC D, [@ 1 ehi.g " G > œ œ ± ± ±± ± a G G œ œ \ ª ² 2 ³ 1³

114 * & ' ² ' & D ' ' D D \ ' ' D ' ' ª & ² ' & h ³ h GG U./ b7 G,L b O [ G.G 1. c.. ³ 6 ³ 1³.. ±. ^ ±± ±± ± ± ± \ ª. ² 2 ³. ^ ŽžU lc,, G G "@ N@ $@ GŠ G.G" \ G,, G Š O@ O@ Š@ "[.G.Ga@ 1, 1 G, kc G.g 1 G G.Gi " k b 1@ $hi 1.G.G:@ < @. [ Š@. [ l1 Š, G,>,.. Š O@ L,.G GO O...GG.G *.G O.G Š@ 1, G,/1, Ÿ * 1.G 1 G Š G T@. [ C Š@. [ "Ž4 " O "O 4, G 1,fL7 G, N@ G O G.G" 1$@, G, Š O@ > µ,.gž ³ 1, G. 7 < C G. GŠ 1@ \, 1 G 1.G C..a@. [ 1c@ G, Š /L7 G,, G.@ G.ž@ ).k LG L G /@ G.Gb Š@ 1c ³ G Ÿ,L 1.. C1.žG1 G T,.G GO G.G O@ G1žg GG O U.L " G /@ ),.µ@ r O@ Lhi <,, GG1.[ G. «,.GL@ O G,@.G \, c hi.g /.G,G bc D G. r@ kg > G.g.l.[ G.G<1 O@ l.ž ±. ± ± ±. ^ ±± ² \ ±±. 2 ³. ^,, 1, ".G b@ 7 O@ a 1,aG 1r@.r@ O@ G.l, GŠ* O * G c.,. 8.G 1@ O@ " G G 1.,L,,, G f.@ [ GL O@ )O@k U 1.G 8 ž l,,, žl7 G, i1 1 G GO G.Ga G C G, G 1" 1 a G 1 GŠŽ G a@, G O@ ž1@ GŠ,GO l ž@ 1.,L G G.G,f O@ GO 1L.L@ O@. "G G.G GG, 1 ku.j ),7 f@ 1b [

115 U 6 Ẅ U * h U U df / 1kHz) a) z [mm] df / 1kHz) b) z [mm] 6 '24" )&) "%$ " $', 3'&& 3" )&2" ) %, ) "& " )3'& ), *"%$ % % 22"'$ '8" *)'% 2' 1')$%,.&& '& 6 :<8. %, ) "& ", * "%$ / '4": )'% ')'1 )$22'$'3@ * "%$ $'3)1'$2'3 " ³ 6 h GG U., L O [ " " G, /.l"o f@ G D C c / " ³ %' G.g. O.Gb ³ CL 1,f 1 1L.<@ O@ 1, G, Ž G D "G ) Š@. " G., G,f G, G, ³ < DG1 ". G, G, G, Š.k"O. ³ 1$71,G /@.GO@ G. L7 G, U. U. j.@ ^_ G,Ẅ O@ Ÿ.Ÿ "G L7 G, 1r.r@ [ O@ G, L 1.G, G,, / 1 1, ³ G " l@,b GŠ Š@. "G> b, G.g 1 cu. " Vh: O@.G GŠ Š@. "G"@ U. ^L G, L7 G, G, [ ³ )1 >@ GG 1. O G " O*. "l [ 1.,71 ) "b1e@ 1 G GG, 1, G, ³ E ³ "G<,,GG,b 1 k 1, " 1.*@. O@ l. G, >@,r [@ O@ ig1:@ ž1 O@G. ž O">hi,.G " f@ 1b.b@,, O@ $ G G1e@ 1)@./@. O

116 U U h * h h 6 h / O f gg ³ h GG U./ b7 G,L O [ 1G./1 GG 1,, G G O. G O* G >n m qt{ q qtxcv x} w a q zau&)ˆxcwyxsuvÿuq " b :. G.G 1.,G / ŠU ) 1 L 1 < GG O G " Ob. 6., G, G µ Š k µ j G,ž f "G C C., G 1 8 G É O@ "1 \ G, G1. 1.: O GG ).@ G 1 G b,/ r >1 O G,j ll >, G.Gk Š@. ".GG " ' 4 " 6., G, < G. G,,: Š L * V1, k"., G,.N,G L. ³ O G < ŠU 1, LL7 Š@O " L a C1..a Œ> 1r.Ÿ GG " Or. *@ a Oµ k@ 1 G.G<., G, Š. G. /7 ",,,.G gj O*. G b, G 8 c. G. k O@ O@c G f GŠf G, E O@ G " L O " a,g Ž. ³.GG " Oj. G, Š G. "G /@ /@ G,O@OO 1., G, U. 1. c. Š l@,/1,.gg,7 " O@ V., f@ G,O@OOL1 ^ G 1@, G,. Š O@.,l *@ G. au G, 1@ E O O@ l.*@, G, G1. G, Š. O ". ³ GLC1 r G 1 "1 GG,,, G, GC b O G. G " 1 [C Š hi. "r1 \ G, G1. 1., D.a "G, k O G " O :@ Oc

117 ³ 4Ÿ. "f1$h O GGa8 " O žm 6 a) b) c) cell cavity 4 x 7cell structure 4 x 7cell structure with balanced stored energy in the cavities number of cavities number of cavities number of cavities homogeneity [%] homogeneity [%] 8 1 homogeneity [%]. "2'$ $22) "" )& $ " "' 6 " )3'& ) "%$/"8$1 4223' 6 3'&&" )'% ') )'$2" 1 )$" &)$ '$ 8 1 8* :< ) 8**., 3'&&1)'% ' 8 6 )1'$ 3'&& 8)" "' * 8** 6 ', 3'&&1223' 1/" )&) 422"'$ * 4)'% ' 8)8" "' 8** 6 ', 3'&& 1223' )/2 )&)* 22"'$ )'% '3 "%$$'3)1'$ 2'3 " 8) " "' cell cavity 4x7 cell superstructure relative amplitude cell. " 2'$ 3'&&) & $ "& " )3'& )' "%$ ) 6 ', 3'&& 1223 )$ ), 3'&& )'% "8 6 )1'$ 3'&& " 1" 223'243'&&<4) '$ 2" 1 $ '$$3 * :<

118 * ³ h O GG U./ b7 G,L [ b G.G number of cavities cell cavity a) b) c) 8 6 number of cavities 2 x cell structure number of cavities 4 x 7cell structure homogeneity [%] 1 1 homogeneity [%] homogeneity [%] 8*% "2'$ $22) " " )3'& ) "%$ )& $ " "' 6 /" 223' "1"2'$ /"*6 <6 3'&&" )'% ' )4)'$ 2"1 )$" &) $ '$ 8 1 8* :< ) **** 6, 3'&&)'% ' 8) " "' 8*** 6 $, 3'&&11223')/2 )&) )'% '3@* "%$ $'3)1'$@ 2'3 " 8)" ", ' $ 8** 6 ', 3'&&1223' )/2 )&) 22"'$ )'% '3 "%$$'3)1'$ 2'3 " 8) " "'

119 , h CHTER 7 " " $ $ &% ln ~VvŸ{Gqtuvc lg~$gu x}*ÿu ƒrƒru tu ~$qvÿs x>zau bu..gµ1, G,µ b Œ: Š <@ ".GG.G 1 G j b,šu., c G 1 [@ Ž.cU j.@ G L 1l G LG1C 1.$: j " Ž@ / *G.,, G, 1 [ fg..[" G. Ÿ71 L Š G.a 1L 1 Gg Gg Š "f1@ Š 1"G,.G, 1R@ G" [ l1 1L 1 G 1@ O@., G, C1.,, i ", G, G G,., G,,ŠU.. c Š G 1 a1v@ Š Ž b [@ Gg O@G /,.G 1G.L 1,71. G h> G G Gg Gg 1f,71 1e4 ª Œ GL 1 G ŸG G 1 C. ž@ Gg "., G, Š * Gg.1 G Œ Gg k, G G Š@ "GO.k U,LŽ 71 L7 G,L " [@$ g G ž :. Ge.G " Š@.G).G O@.<@ G / G E g V 7 Œ: hžr@ ".GG.Gl1 g G 1,eU.. Œ:Ž G O G 71 O@, 1 g [ f@.. Š. ž.. :U.C. [@ c@ :,, "<@ [@ gc $hi.g iu.,, Ÿ.@ a 1f. D "G [ G1..L@ GG l G., U. GG1 1. O.. O.G< GO. U.j )U.. µg. "b1 L G [< 1. : j i G )1 G ",O@."1. G, Ÿ "b L G, [ C,C1 G,: c. G " Š@.G< G, a D Ÿ: "C1@

120 \ 6 ` ^ " ` ^ \ " ` \ " ` G:,c,c 1 G, [. Gg " G [ \ \ %$.l"o œ %$ ^ & \ 2O2O2 & `[, k.ž@ [ / D G & G,."b [i1 d Š@. " 4, G G & [@O.i@. T GŠµ1 k T @ G, au.b [. GLC i1. G "f«. > œ G " G ) D 1$.GG 1 G.GC1 )U,Gi 1 ", i Ÿ GL 1. " 4 76 ". [ Š@ š œ, G 1,. T G r )C Db )C <c., G, " 4 " 1 G, Š 4 'T. 1, f U. 1 GG GG ru. L7 G, L O@ [@)"Ž@. G, G,, G, D Œ: ž Š Š. O G.g_. O@g " \a, G Œ:3ž Ž 1.@ G, G CL7 GŠ1)@ G, @.G )@ 1 a) cell 8 b) cell 28 1 normalized field amplitude normalized field amplitude time [µs] time [µs] 6 ) 2)2@ ')'$ " $ ', 3'&&43" )$)$ &' )$3"2'$ 1"&$ &' :/"4) $')& * 2 * * 1 82 :< 1 *** " 8 '$ " ) 1 *< 6 / ".)' )& )3'& ) "%$@/ 6@223 $ %) ) 8) 2 )& "2*2" 3'&& )86 ) 3'&& 6 ) [> G, [@Ÿ 1,.*", G,L C1. Š@. "G:1N@, G >.f@ G Ÿ G G, Š G,.

121 U ' h 6 U \ & ln vÿƒ EGx vÿƒ prvÿu sv ~ qt~$qtxcv,c,c 1 co Gg "., G 1, 1,7 1 G.G Ÿ G."[.GG ". "., G, Š L "j@ 1V@ G, G, 1,, L Š G, )..G T. a@ "GŸ1.µ: j G GG. j.@ ^ G,7.G O@ ^ \.. G 1 G 1 & c.,.g O",k@.".G,."G [ GG O >h: ,7 1L 1 G C1. i G [. " 71 g G" [ cg " G.,G.G/ [ GG G, G Ÿ.,G ž@ G, ž 1. G G., G,/ G, iu. GG C G ehi.c@. L@.".G. G " Š@.G., G, >U.f1 GG žu l.g1, G, N,G L. žu U. L, t t ' " G " 1.GG "G [ ³"³. Š 1@1L, 71 ehi.g <@ [. G D C G,. ".,fu.c. * G GG 6,G U. cu. 1 L Š..GŸ \, t t & \ cu G C G.r, Gg 1 Gg.. Š.[@C@, G, L :U. 1L 1 : b ž G. Š 1 G" [..V@ O@,.G GG, 1 ž.@ C1. O hi C1. G.G, 1.G 1L " 1 " [ž1r@ žg " G.,G.Gf G. l, G 1 G". [ 1.G: Š@. " " GG : j GžU. G l D 1 O N..G " [V1@ G l L D : j ).GŸ1 G GG $ "1c@.".G..G.G*.kG1 1 1l, G, G Š G 1.VG. / DG1 O@ $. 8 c <1 GG D G O 1 " f G k"µ@. @ GŠ" L /G G 1 c Gg " G j71 G,, G " G.N. " :Œ:rU. G,, k71 G U. ",.Ga@ G>, G.gL. O [ O@f@. 1 ".[:g L ), 1,,.G<@ ig O "b@ L. :U. G,O>@ g. f gf,g Ÿ L@ D 1 L@ 1 1R@..L@ O" 1 G ", G "L1R@ G b 1 G & [. *@ g.

122 @ G, [,c. G:,c Gg 1 " 1 a) 4x7cell copper superstructure at room temperature realtive field envelope of cell sum of all modes mode 23 mode 24 mode 2 mode 26 mode 26 mode 23 mode time [µs] 1 b) 2x7cell niobium superstructure at room temperature realtive field envelope of cell sum of all modes mode 11 6/7 ) mode 12 6/7 π) mode 13 π ) mode 14 π π) mode 12 mode 11 mode time [µs] "2'$ 2) 2)28&)2 3'&&" ) 1223)"" 2' 1), %" )82"&2)& " '&$* '& "14"&)2:3'&&)$*3" 2) " " $1 687 ' "%$' ).', 3'&&3"11223.', 3'&& " 1223)"" 2' 1) 6 8 1" 8 '$ ") 1 * < 6 / " )' )& )3'& )@"%$ / *6223' ) $ %))@4) 2 ) & "2 2" 3'&&

123 &,c Gg 1 " 8 cell field envelope [arb. unit] cell 1 cell time [µs] "2'$ )82"&2)&'" '&$ '& "1 3" /" 2 )$ &)2:3'&&%" ) 13"$3 ', 3'&&1223$&&, t * a) π)mode 4 b) 6/7ππ)mode 1 c) /7π)mode stored energy [] with beam stored energy [µ] stored energy [µ] time [µs] 1 2 time [µs] 1 2 time [µs] "2'$ '&$ : 1 " 2'& '32'$ 687 ' %, "%$' $ && " ) 13"$3 ', 3'&& " 1'), t *<622')$ 2)2 )3'& ) "& ) "., *"%$ 8* 7 *6 2 "&$$1 2'32'$ )/2 <4)))3'& )"& ) " 7 * ), * "%$ 6,, "%$& * 6, * "%$@6 22"'$ "&&)2' )$&)%)$)2'$ 3 &)3"& "'6 $)'$ &$)2' 22"'$$8 ). %,.2)2'32'$@)/2 <&& %2 )&2".

124 ' ' \ \ & & \ ' \ & & ' \ ' \ \ & š & & & & 3 3 & & 2 G: G, [. i, 1.Gk@ "µ4 6 k: j : V V \ Gg š ª \ š š œ i. 1 Š " U.. c1 Gg)g [ ^ 1,/G G " G Ggf. 8:, [ Ggj. 1 1 : g. š ª \ š D ^ VG. "b D ^ G 1G@ Gg /, $@.@ g G.f@ ^ [ " &. L G1@k.a@. >G D Oa.l"O ^ ' G,, [ G,O š 3 ^. š ' ^ š ª \ \ \ š 8:, N i. \,C1G 6 : j :.N@ G & G1@L1@ "G. T Nhž \ g, l@ [ 1@ ) 1 LL 1 g G : L O Š ",.[. 6 j GL 1. C C: j T GŠ@."G/1l@ 1.G C GŠU 1.G G " 4 4% 1 & \ š ª \ \ š & 4 g G /.@ G G b, 1. \ 2 ³ D L@ c c Gc/, G 1 1 : G Gg O@,, " \ D ^ $hi &,.G \ D ^ & & 2 c. c. G c c G1@. G 1G@ L Š Ž " h> cg,7 Gg e 1 1 <: j / G 8 ".[ L ' R,.G 3. "G,.[. / 1. ): j Ÿ \ T GŠ@."GCš 1e@ & 2

125 h \ ^ \ ^ ' ' \ & & ' & & ',c,c Gg 1 1, 1 G C O" G G.g ): "G<š 1@ 4 76.g 1@ O" ž.[@j "O Œ> 4 œ \ \ š œ \ š š > Cš œ 1, /: *.L G [ ' >, c G..i@, G,. Š )hi.g b@ G D C [ š 1 ª \ š. 1.G ): j :1N@ Ÿ. G D T G.1 GGa O. [ Š@ 1 O" : j [ Ÿ1V@ ", 1V@ [@ G O " GL 1 U. G *. h, O. T GŠ@."Gi.b \ œ \ š > ª \ \ š & œ \ > & 2 E 8:, C1.R, c ), G G a j@. T G,, r [ l L 1G 1 N.. G G O/ c>c%1 : j.$ \ 1, LL E, 1V@ Ÿ@. T GŠ@."Gš 1 Ž O@ C GG. 1ž@ /@.[ L,71 G 1,7 L /1 ",O@O ĥ, [:"O GG G b G O [i.,g Gg œ \ ' > 2 ' 71 1 G O O@.Gr, *G G U. 1 G <U. ",.Gµ@ / < G,,,, " 7 [7 "b1 1 l@ >@ 1*. 1 Gg<.e G 1Ĩ U. lg G U. g G 1 )@ Gg. 7 \ \ ^ 2 76, i :71, 1 G hi.g 1L.<1 1.: > G Š g G. 1f1. 1 G GL 1 G G. V1@. 1@1, G, /U 1.G G:. Š :@ 1,i c,* 1 :1e@ '.f 1.., " O@C@ [ " a,7.7% U. 71 G L G, 1V@ a.[@f@ C "76 a@. 1.G /: j Ÿ G 4,G i@ :1$@.

126 ` \ G, [,c. G:,c Gg 1 " π mode 7 π mode π mode 1 R/ [Ω] T1 mode 6 t )&'" 687 "%$' "<) ', 3'&& 1223 ) )&%, &)2'$ /" ) " :3"$'$) 6 )&':" /" $%, 3'&& ) 6 " )&/"8) 3 23'&& '**. 6, *"%$ )3'& ) ' "%$., G, 1 G Š " *.@ ^ G & \ < 1 t ' Ÿ@ C \ ^ ^ k71 G Š,.[ Š O@*@ >@. 1L 1R G t 1@ [ i, G 1 :G 1 G " Gg ž C L G :a " h> GgL. 1 G G, U Ž Gg c.e"g, Gg1@.µ.Ÿ. Š \, t t & \ G 1, 6[³[ Gg '' Gc Œ V G g Gg*.c " 1 ª,. Š "G. ³,G Ÿ@ rg G 1 c. iu.f Gg " c@ "f1@ [. iu. 1.f.c. LL,LG, Ggµ.:. Š.[@L@, G, ) GG *.@.ž f71 "1 " G G 1, Ž@,G./ C GG e@ Gg 1b.* j. " Ÿ 1 GG "GO 1 C@ O " GG. 1 f 1L 1 G 1,: D C ž i71.v <@ a1 G" [ @ GG D G O 1 ", G G b 71 ž"c@ GŠ 1/@ @ 4 76 ' G, '. :U.f. L G L,G ž@,7, G 1 1 Š GŠ@."<1@ O@<.G,.GŸ GŠL G " GŠ \ / Gk G,, 2 @ [Ÿ. C1.. a.g <1,@.G*,.G GG G G O [. r@ Ggr. 1 <@ 1:1e@ ' G & / " E Ÿ D G ' " Gg*. 1 i Ÿ c a, G a G,)"C@. T ŸG j71 G, lg " 1G [@l1@ Gg Gg. G, 1@1L G 1L 1e ^ G 1N@., G, D r 71 Š. O b@ G.i.

127 h U U U,c Gg 1 " em 1 x 1 3 field envelope cell 1 beam energy ^ ^ E / E and ε 1 / ε time [µs] "2'$ ) )) " )$ "%$&) " " '&$ '& "1 2<3'&&/" ) ', 3'&& * 2 * 1 32 *, t * t 1 82 :< 6 " )& ) 7@ * 6 '& "1.'&$ ) & '$ '$)2'&)1/" 2'3 " " '62'$$ 6 t )&' "687 "%$') " $ GG C1. G :G " G.,G.G 1@ ^ Ga O@ 8 71, 71 1, G,.G<1$ "G.. *G G 1,,G C ³,G GG <@ Gg 1 ". G1 1. "GO b@ <G "b1$@ :1$@ RN. HT k@ Gg r@ DN1R 1.. G 71, 1.V G D 1 G. G., /. 1L 1 [ ^ G. G.k "r.a@ 1 C1. 1.G 1L 1$ G [,. G,.". 1V@ Ÿ1V@ G" [ Ÿ,G. G, 4. < 1, G1.RU. 1ž.@ >@. O " O@b@ G, 1c.@ C GG bg " G<. <,ŠU.. <G Gg. Ž@ Gg 1 G, G, Š./,G. 1N T G. 1Ž.. ' b. fg G 1 C. G, Gg G Gg.µ.b@G.i 4 ª G Gg 1,71 k G. >@ /. "µ@ G., G,, Š.a [/@., f. O@G l,.g 1G.a 1f,71 1 L C1..Ÿ GG "r. 1 G k 1 a@ 1@ L *@ Nhi.,, «@ ^ 1@1L G " d,,, G G hi.g T GŠr1N@G. i@.

128 h U U h h 6 8 G, [,c. G:,c Gg 1 " stored energy [] filling a) π) mode beam stored energy [µ] b) /7π) mode beam stored energy [µ] c) 3/7π) mode beam 1 1 time [µs] 1 1 time [µs] 1 1 time [µs] "2'$.'&$ ).', 3'&&12234) 3 "" $ )'%.&&)$.1') )3'& ) " 1 * 2 * 1 32 *, t * t 1 82 :< ) $) )&, * "%$, * "%$, * "%$ 71, 71 1 "G.a.a.G L ku Š " j T / D C1. G G 1 Š Gg G,. 1,e@ L4 ª U,L G <" 1@. G G 8 C8 G ³ h Ÿ "b Ž@ Ÿ Š@. " c.c Ÿ: j l G:U. *, G GL 1. G. G,. T G j 6. <, G 1.G : ",G l., G, c. /G G 1 r Š G l@ Ž Gg " Gg., O@ / 1,L <, G 1 au G, "r.k. " [ «, T >."[ [ 1@1L k G, G Š.*@ "G hi.,,.<g. 6 [@ É, G,i G, ž ž. G l8 G LG G 1 ) iu Gg "r Gg. E G, i.l@ 1.*., j4 ª, i@ 1.b@ ", G,,ŠU. 1.. L 1 c G G Š G a.: [ CG."f@ 1 < [ Gg O@G <,.G,."G [ 1,71, Ẅ G G 1 c.r a a. G.Š l1. Gg @, G, Š

129 ,c Gg 1 " ^ ^ ε / ε n n 1 x 1 3 a) individual cells bunch.8 bunch V acc / V acc. 1 x 1 3 bunch bunch... b) whole superstructure cell 1 cell time [µs] time [µs] ): "2'$ 3) "*"4)82"&2 )& "'&$*)& $ " 3'&& )$ /"4). ', 3'&& * 2 * 1 32 *, t *8 t 1 82 :< %" ) &)2 <" 2) 6 " )& ) " 223 7@ * "'21"$ 3) " " 2")& )3'& ) "& )* ', 3'&& 223 x 1 E / E bunch index "2'$ %,.2", ) )) " /" )2) " 8*' ' 6 )) 2 ) ', 3'&&81223& 1 * 2 * *, t * t 1 82 :< 6" )& ) 7@ *16 2'$ 6 t )&'4" 687 "%$') "@$

130 @ G, [,c. G:,c Gg 1 " 1 x a) field amplitude in a cell 1 3 bunch injection cell 1 bunch... cell 13. x 1 b) energy gain variation 2k c.134 2k c.1 ^ ^ ε / ε n n E / E time [µs] bunch index *% "2'$"%$&) " "'&$)& $)$ ) ) ', 3'&& *, t * t 1 82 :< 6" )& ) 7@ *6 3'&&,.2", 3'&& 3"& )32" /2'$ /" 1 * 2 *@2" 1 * 2 * 2" /, * "%$ ' / $3 :< )&3) " ": )82"&2)&" '&$ '& "13" " 3'&& 8)$ %" )88&)2 < " 2) $ %,.2", ) )) " /" ) 6 %,.2) " 8* ' 3'&&,.2", 3'&& 3"&* )32" 1 * 2 * )$ 1 * 2 * a) R/ values x 1 b) 2x7cell superstructure 1 2 π mode R/ [Ω] 1 E / E T1 mode bunch index 2)3 " 1 1') )$ 4687 "%$' ) ', 3'&&122, ) 6 t )&' " ' "%$' )&&)2'$ 3 ) )&:3"%$. ") " $"3 %2"8 < $**. "2'$ *))) " /" ) 2) " 8* ' 6 )) 2 %8" )&%*) 7@ *1 ") "@$"3 7 ) " % % 8 ': 7 %.

131 ,c Gg 1 " $o x 1 a) 2xcell superstructure x 1 b) 4x7cell superstructure E / E E / E bunch index bunch index "2'$$ %,.2", ) )) " /"8)2) " 8* ' 6 )) 2 ), 3'&& 1223 " )& )' 7@ )$ ', 3'&& 1223 " )&) 7@ 6 7*. ") " $" 3 7 ) " % % 8 ': 7 %.

132 CHTER 8 L@,. g :, C1.: j c, G GŠ<.Gk., G,Ÿ :1 Š Š@e@ GG >G G O G " O) Gg 1<,71 <@G.Ng Nc G G C1.V, "G G ž1@. T GŠŽ fœ:. f.gj G É h> O."O "[ G gg G Žk.U 1G 1 1,. Š@. O@. " " U fu. G *U G,, Š@. "_ T. "[, G, 1@ 1 R [ OC1@ "[ vector modulator klystron 1.3 GHz generator m Re DC DC down converter bandpass filter power transmission line 1.3 GHz 2 khz 1.3 GHz 2 khz sampling DC f 1 Hz s DC feed forward table gain table calibrated vectorsum Re setpoint table m digital low pass filter D system %' ) % " " 2"&: %22' % <))$)2'$ /" '&$ 2)8&)<') " 1223' 6@$"%, 3" 2'$, ) 2 ) )&4 & 2'$ 3 )$)$) & 2 1/" ) & '$ 8 ) )& ", )&, " 2 6 3" 2"& %22' 2)8&)<'* '32"2, "'&$ ":2)& 1223'

133 T Š@. " >n ƒrƒru tu ~$qvÿs qtu tz _u Guƒqtxcv cl> c,71t C 1 )@ "[ ". i U. 1, 1 1L 1ž G 8 1 " [@e1g@ O [ ',." 1. /. 7,L, G [ G t " 8 1 gj O. b.[ GŠ G.g "[.G@ GGf O,C bœ: 1, ), G 1L.T 1: "Ž1>@ a G,." T G 1, 1e@ G" [ \ ^ 8 \ 2 ' 4 ^ 2 T 8:,, G * 1., G f.a@ GŠ1 ", G.gŽ G, a@ GŠ f: j.ž@ "[,." V gg, G. T G k1., G,, G j G 1, G, Š, "[ j8j. G G Š " Gg frequency [Hz] a) eigenfrequencies b) after down conversion c) after sampling 2 3 fundamental mode fundamental mode mode frequency [Hz] 1 1 fundamental mode mode frequency [khz] mode ' '&$ $2'3 " )&4" )& ', 3'&&81223 ) 687 ' / ' ' )/28$"%, 3" " ')/2 $"%, 3" " )$ ) & ) /l> ) 1 " :@. 1T@ "[,.".:. <@ j8. G 1 O@ 1 G.C C. 8. 1k@ 4 t 1 1, 1 G G %1 *,71ž C 1 7e [L" ". D*U., Š@ G.gj., ).@ U. 1L 1 G, C,71 [@.GL@ C 1ž@ [ *hi.g ". 1 7,, R 1 ".G*@ 8.G 1l4 " iu. 1L 1 G L7 G, j 1 1G " [ c. "[.C O@ 4 " 8L@ G 1 1. t, G G «4 8C1,<C G, G c 8 "[@ 4 ŸU G, 1 T T.CU. 1 1L 1V G LU G, 8 c,.". " / [1c@ D G" [ µ L71 1. b L 1 G G 1L 1: j <.>@1 G. C1. b@ [ G" [ ) " 1.G $ g G,,@. 1 1L 1e G 1 [ G,." 1@ G" [. " U, O@

134 , U U U pick up antenna signal with bandpass filter normalized amplitude time [µs] "2'$@)& $ )&1":), ) 2 ) & "2 2" 3'&& ":) ', 3'&& ) & '$ 8 2" ' 1 " )2 %" )& $ " & 2'$ )&/8 3) " )3" *", )& ""%,. $) )&4 "%$' 6 3"'21"$ %,.2", )) " " $ 2)&2" &2"*" & 2'$ )& 22 " "$8))& " & 28 ** :<)$ 8$ >n lg~ aq q " vÿ~v :{Gqt{ O,.G.Ÿ G) É O [/1.".G O@ Œ:. "[, G, Š, G [ GŠ 1 4 8L f T 1 " 8. < U G, <U 1L G "[ 1 e T, G G1 [,.",.G O@ "[ GŠŽ. 4 G G, 1L 1R G 1 ku G,,i@ G" [,." T ' >@G.> G, t,,."r. [:, G,. 1L 1$ G Š <G a@ "µ1cg C1.. ", G [ GŠr c 1L 1 : j ) G,.G r@ [ Chi.G µ.µ@, kl> 1 ŸG " U G,.l U *L7 G, 1. *.@.Gb@ G 1,." G.g. V Or1c@ "[ 1@1, G, G < 1, «@ "k O@. O@ 1.. G, ju G, Šk@ O" Š@O "[. "G, T 6 G.g G, G G «C GŠ. G G, G [f. G.g. O.G)@, G, 1 T,, 1 1@ Š,f. O Ÿ@ [ j@ U U T.L O@.G "[ G, >U G,, lu Š O@ t[ T 6 ehi.g O@ Š@O "[ G, 1G. 1G 1 1@..,G. T 6.c T O.,) "[ G.g*.

135 U 4 7 U D U T 1 OChi 1,. R generator superstructure downconverter bandpass filter 1.3 GHz 1.3 GHz 2 khz 2 khz feedback controller with infinite bandwidth and frequency independent gain %' ) % "3 3" 2"& & "" 8 3"$'$ 2)8& ))&)%<"/'$ ) %22' /"1223' /2")&%$'&) /'$ ) & ""< 8 G, ku G, 1G R Š *.f@ "[ Oc.V.L@, l> Œ:µU. [ "[ Vh "[ 1G.C, G 1./ "O Ž f1 f1 C G "G@ k1 /. G,, G G " O@f@ "G, 1l@ "[ Ž@ "[ Œ: U. U O T T 6 V@ j1 b1 b G "Gr@ 1, G f, G 1L 1 G..@ 1 ž@ 8 c c@ G@ a1 Ÿ1 i G "Gk@ G, G l"c@ GŠ" R@ a1 i,7 G "[ G G.i.[@ G, ",O@O )hi.g b@ 1G., G 1. G O O@l. >@G.ž b" GO*., G,. T 4,G r@ 1 GG ŽU. O 1<@ G 8:, G, Š a GŠ" O/.a G,, 1 [ G.c [ GG G O.k. G, G ) k [1c@ GŠ"*h:.G O@ \ ' " 2 j8 1L 1N G, G 8 C [ GŠ '. G 4, G GŠ,G Š 1@. 1N k G, G G C,." 1 U,Ž "[,."Ž.k,G C Ž. T 4 [ Ž@ U,c,,G/ 1 " U a, O@ " 8L T < c G G,, G µ@. T 4 [ GŠ1c@ U 1, 4 1 1L i@,." 1e@ [ ^ G,7 1 1L 1e: j / G.>G1, k@,." 1@ G" [ a.a, *U 1@, g Š.@. 1>@ U G,. T,.,G. T ³

136 Œ:. "[, Š G, a) pickup antenna signal before downconversion π mode ππ mode amplitude [d] frequency [GHz] b) pickup antenna signal after downconversion ππ mode π mode 6 7 ππ mode amplitude [d] without filter with filter frequency [Hz] "2'$ 687 '2")3 21'32 " ) 13"$3 ', 3'&&*%, 1223 /" ) $ % 8 )2" 8 3"2) )& $ 1 * 2 * * 1 *, t * )& $" '&$ "1 )& ')'$ %) ), ) 2 ) & "22" 3'&& * '&$ "1 )& )/ ** 2 7:<)$& 2 22 " "$))& "$)$) & 2 8 ** :<)$ 8$

137 U U 1 1 m T OChi,. "[ G, 1,G. T GG fu, O 1:@. 1, G G [ G,." "O c@ GŠ G Ÿ G 1, G,, G "[ > GŠ/. G 1 [. O:1@ "[,, 1., G [@ V@. G O@ G G, ",O@O. ". T :,G c@ < Ÿ1 G G 71 1L 1 G, G N1 C1 R c G >@ 1L [ 1V G, G G R@. /@ [ G O@ G ",O@O j1 G., 1@1L L DG1 C1 1e., G./. ".r"o k@ a) b) 1 amplitude [d] khz bandwidth 2 khz bandwidth khz bandwidth frequency [Hz] phase [deg] khz bandwidth 2 khz bandwidth khz bandwidth frequency [Hz] "2'$& 2))322 " 22 " "$))& ")$) & 2 8 2'& '32'$ )$ 8$*6 3 2 / 8* :< ) & $*'21"2) 3 ""/ )2 )$)3 ) 3 ""/ G 1L 1 GiU. 8 "*@ [. G 1, G. 1 j. : <@G.> «,G 1@.G " "O :.@ U., >L gg 1 :.gg k ".r "[.Ÿ O@.. \_ 2 4 ª 2 T, L DG1 hi.g G,,G. C1 G 1L 1R G, k@ [ GŠb. 6, G 71 1L 1c G, G G, " 1 G G, [, G G G "G,.j@ O,.. T f,g Ÿ@ GŠ G L G G., L: j ) G GŠ G 1c@ Š@O " 1RCED C< ) G/, G Ÿ :@.b :@. T G "[,." <1 e G 1N@ "[, G G Ÿ@ G "G >, G LžG > 1@ > G 1@1L l G, "GN@ c V@ "G, G Ž C, G 1L 1V G, ",O@O 1 /@. c T G )1ž@ G" [ *hi.g O 1l@ "[,,, G 1 f., G )@ G. " )..,, «. /@. T G 1l@ G"

138 Œ:. "[, Š G, 4 3 π mode critical gain: 8 38 d) loop gain [d] gain frequency after downconversion [khz] phase [deg] frequency after downconversion [khz] "2'$ & ""@)@)$ )2 )$)3')2" $) )&, "%$ / )/2$"%, 3" "@/"8 3" 2"&& "" 8@" ' / ', 3'&&12, 223, t * & "" $'&) 22 " "$))& "$)$) & 28 ** :<)$ 8$

139 . 8 T ' "G,." 1L 1c G c, * [. Ž@ U ru ) 8, O@ ^ G 1R@., G, 1 1 1L 1V G G c Š GG1l.G O Oc@ LU G, G k $ T l@ ^, G,7 1 1.G GŠ g >@ O@. 1$ ", 1L 1 G, G.. l@ U G, 1@ G" [ 1 1 G :.l@ " > C1.. b µ T T TT@ µu l@ <G1: µ c.g >@.f@ 1L 1 G C1..c T. f@, G G" G [ "G GŠ G G 1l@ 1 CU 71 1L 1c G, G NU G, c G 1>@ 1 [, GŠ"" T ³ G. R@ C L 1 G, )@ [ O ".[@ O@ G ",O@O 1 1, ž1, 1L 1 G, G CU G, f@ [ GŠ"V T,, f ŠU C1..aU T 1L 1 G, ž1 1 G" [ 1L 1e G G N G.G@ C1 1L. ". 1T c.t [ žced G G. T f,g a@. 1 1L [ 1 G, G $@ /U./ : "[ T O :@ G" [ G : i@ G @ U 8,. 76 a., G,C 8 Š a. É, G, 1@1L 1 : O*1e@ "[ 1@ r.: [ 1L 1e G [.µ1l4 ³, G 1, Š@O ".G fu. *l>. [ G,L "[.Ž@ l> É O@ a@ h> O. 1 [@ Ÿ@. ),G T@ c@ "[,C 1 Ÿ. G1,iL G G " V h " O@ "[ U. h3, "[. 6., G, G.Ĩ U e T 76 8> LŸCED G.1 4 1@ 1 [ V"[ O. >n xcvÿƒ {Gqtxcv >Œ: "[, ll>µ É O@ e@. ", G, 1 Š " U <1:@ "[ *, 1, *U, G 1L 1 Š@O "Gl1$@ G" [ l@ <@. 1 G, k.@ 1L 1 G [ G 1 f,." G. G G l@ L 1@ "[ «@ U 1@ 1 CŒ: R, / [ Or1c@ "[ b 1@1L "G

140 Œ:. "[, Š G, ππ mode max. gain: 1 d) π mode max. gain: d) loop gain [d] increased feedbackgain frequency after downconversion [Hz] "2'$ & ""*) "3" 2"&& "" 88 "* ) 3 " $"%, 3" " / ', 3'&&1223, t *1 & "" $'&) 22 " "$ ))& ")$) & 2 8 ** :<)$ 8$ %" & "" ) /"8 " $1 4/'$ ))4" 3" 2"&& '

141 T ' "G.,. " Vo gain margin [d] a) 2x7cell superstructure optimal gain π mode 6/7π mode: gain1 6/7π π mode: gain1 π π mode: gain1 4 2 optimal bandwidth: 14 khz max. gain: 34 d) bandwidth [khz] bandwidth [khz] gain margin [d] b) 2xcell superstructure optimal gain π mode 8/π mode: gain1 8/π π mode: gain1 π π mode: gain1 4 2 optimal bandwidth: 1 khz max. gain: 6 3. d) bandwidth [khz] bandwidth [khz] <7 ) * /'$ ) ) /" 3" 2"&& "" " ) $) )& "%$/ & "" $'&) ) 3 " " && )$ 8$ " 22 " "$ ))& " )$)& 2'6':" " )&) "&) $) )&, * "%$ 43"$'$ ) '&& ) ) * )/" 2)8& 3"%, $ " )4 / ' "' 1"*"%$' ) ', 3'&& 1223, 3'&&<1223

142 ' 6 \ \ 8 & CHTER % & " &% a@g.rg,g a8 G." H1 G, Š h 1 7 G, 1>, Š L.)@ G,Gl G G." G, D G Š G,O C "C G, G,."Gž1 G ' 1,, G ",, G <1 ) o>n qts Ÿu zau x>zaû p iƒq G~$qtxcv 1 hg.@ C 1L 1 G 8 " c O<. 1 D ž [ G g O@, O g c G Ÿ: "G.> G )G. O" C@G.cg ci. G 1..,Gc G, G 1 : b ž "G, G." c 1.G G.g* G «@ : D i G L@.G 1,.,,@ "L1@. 1 Gg h g ED D,,.Gj".k@ " O Ž" O "G.c G 1 l G 1Ĩ. U. ED N1. G 8 "G"O. 1 Š. G., ED N".$ 1@ T 1 D Š@. "b4 k OR@ g. «.G.@ "f@ O" O>, O.Ÿ G j8 lg & G/G 1 Ž 1 /"G, Gg O@ g,, U.. O@ G1@ L 1,Ẅ Gg ED.@, O " 1 "G.Ÿ G j.lg G D ^ & & D D g 8:, a, G k.ž@. T GŠ1@ "G.i G C 1 Ÿ G ".. T.>,G 1.G Gg R :.*@.GG 1 "G.Ÿ G.l"O,,b G 1" >. O.* Š@. "r4 < c G 1cG 1. "G,. 1: [@. Gg Ž T / G D. G "G, T

143 ' & 8 \ ' ' \ ' \ \ ' ' Ẅ ' ' & ^ & ' ' ^ ' 2 T." G.G.G 1 OC,G: G $D * " j D O ",O@.".G. %1 µ D Œ: U.. [7>@ f@ O.f 1. c >G :G " *U. [@ C@ Gg ž" D [1 ", O@G.@ g G Š@ ^ Œ> 1. > T > G 1..< G G. >.e@, Š@ 1@G. O \ T ', ') \ \.[ T 6 1, kg,.ž@ " : "G.Ÿ1$@ Gg, G "* GŠ * 1. G Ÿf G. 1 <.@ ",.G. lg " i i g G Gg 1 O \ ^ D ^ ') T 4, 71 a71 G a, G L [. ".ž"o L@ l1., ",,." \ ^ D ^ D 2 T ³ & ' G, 71 /71 G '),C1. G T,G >@.CG [. 1 ".,.G Gg GŠ@."1 [.G Ž G 1, G [@," [ G i1 TO@ C1..G.e & ' l Gc, G Ÿ T GŠ.e žg 71 " Gg e c G G & ',G Gg :CED G 71 i [ "< \_. G D C "O ') \_ \ 2 ') T 8:, & 71 ' G,,, [7 71 G 71. [ ". G ª 1. i1 ).G/1 "G.l G. G b8 " Š@.G 1 Š@. <1:@ O" b [@O D 1> 1 G GG 1.@ O Š@ µ@ 8.G c G.gµ..,, l 1 >8.@ e1@. a, D <," [ O "G.c G \ \ ') \_ ') & T k.ÿ Ÿ@ <8 G j@.,7 a.g 1 > D 1 1 a G 71 O Š@ [.

144 8 & U D & \ 8 D." *,G: G 1.G., Š G, 1 3 RV acc,sst / V acc,b ) f T.1 1/2 b f T.1 1/2 b ft b %8" )&)<'$ ')& ) " 22')$, 2)2 1') $3'$ "& ) ), " " 2 ) " / ) & 1 < 1 :< 1 * ** :<)$ 1 * 2 ** 6 1 :<3"'21"$ 2" 1 * )$ 1 * \]. 1G,. b OO. l: j G l. " *" O1 1, r D 1a@ i D Ÿ71. O Nf _@1 1 1 OC Š@ ') ' &,G G." a. ED G.@ 1. " U. O" "G"O. Š. \ > "[ " N " 2 T ŸU. ž.. Ÿ G L G,Ÿ1,Ÿ G G G.,,.. > Š@. G D C " 1 Ž G 1. U. a@ "G"O. Š. 1.) G \,7.G 71,. C1. /ED /ED O@.@. G ) D G., Ob G i ED 1. LL 71 G j.@ Ž > 71. O O@ 1@1.. O.ž O@ 1 " 2 T 8:,.@ Ž Gr " 1 g Š.@.j G ",O@." \ i71 Gi@1 G D ig j G, 1i@ T r.@ " 1 1.,l@ $ G ž1, ED,7 8: Ÿ71 1 G /@ N@ O..G G Ob Ÿ@ "a G G U. 1, [ O@ G l1 O 1

145 , 8 U & \ h h & h 6 6. G & i 71, 1.G / O@@. V g.) G) D """ 1 "G 1 C,. L7 G,r D 1$ 1 :7 O* Š@ : g 1.R) ED 1. "..a O 1@ 1 1L, G LL GL GL "Gc 1 GŠ" 1 G.G "G" ". T GŠ.. l.ÿ G o>n ) { qv )u { ƒ u{ T >., G, Š 1 : "1 O@<@ "G.l G O. G gg ". c 1.GŠU,,7.G. L U., G,Ga G. G /1žG." k.µ@.n., G, Š b *1 "G.r G " L 6.ž G G : " ³, G 1.G.. T G 1>@ "G "G.L G 1,f i T T ' "G.a G 1,k 1G. G, bu G,..@ i T T 6 T ³ T >1$@, G, Š.l G,C1 G. 1, /@ 1R 1, 1.G 1>@ É G,. 1, É O 1@1G.,C1 1$, G, k G, G, G 1. Š <@ Šl@ l@ Š i [@. [ o>n u' q uwyuvcg{ xcv _~Vw aqvÿs $: 1@1L l 1 G 1),71 71 G, a,,8 1 O, C L,Gk G L71.G.C@ @ Š)1c@ G." 1@1L LG G 71 1 kc /. Gg.>.@.. Ÿ1$@ j,.,,l f8 1 Ž@.Gf@. ). GN.G h "f, G,. Š, %1,ž1 [ C & "G.i G D * ŸG f GG 8 c O Ÿ Gg. GV. Šl ) 1 "C@ G G, 1" L, G GG h 71, 1 "µ ) 1c@ GŠ,71 1@ "G.) G Œ G, 1 Š Š,G :@ O Š@ C1, G Ž, G G 1,G Gg 1,ž1 Gg 1),71 1 G D C /4 ª Œ. G. Š@ :.Gk1@ "G.l G,, G, L :,, V.N@ G1. <@ T "

146 8 & &,G: G 1." *.G., G, Š 1 G 1 c 1 1G. :8 "GV1@. Œ> ž@ k8 G f@.,7 l.g 1 ) D 1$ O " T.j Š@. "µ T ihi.g 1 [,G.GL.b@ 14 ª ) G, ) G 1.G /L7 :@ O@b@ G." G@L O@G.*@ c OC1e,@ " a, GŸ D i 1," [ " / 6 *&) " *&) " ') :< 3 * 8* * & * % * 8* * 38 * * 6)8& ' 687 ""1"& "%$'*"8 ', 3'&& )&'8) ")'$ /" )&83") " '**. 6,.)&') ) /" ')' " 3"18 "%$'&/2 2'3 " / 6 *&) " *&) " ') ') :< 6 1"& 1"& & * * * 8 * % * 8 * * 8 * * & * ** * ** * * * * * 8 8* * * 8 8* * * 8* * *, & * * ** 8* * 3 * * 6)8& "%$'" ', 3'&&81223'8 6 *)&'4) ")'$ /" 7 3" ) " **.6,.)&')*) /" ')3, " 3"18 "%$'&/2 2'3 "

147 & T ' Œ>,L [@> ": 1.G cm / 6 *&) " *&) " ') :< 8* * * 8* * % ' * 8* % * * 6)8& 687 ""1"& "%$'4":). ', 3'&&< )&, ' )")'$ /" )&3") " **. 6,.)&')*) /" ')' " 3"18 "%$'&/2 2'3 " / 6 *&) " *&) " ') ') :< 6 1"& 1"& & * * 88* * * 8* 8 % * * 8 * * * 88* * ** * ** * 8 % * * * & * * * * * * 8* * * 8 * * 8 *8 * *, & 8 * * * * 8% * * 8 * * * *8 * * 6)8& "%$'" ', 3'&&81223'8 6 *)&'4) ")'$ /" 7 3" ) " **.6,.)&')*) /" ')3, " 3"18 "%$'&/2 2'3 "

148 h h ª ª 8 U 6 & & 6 U,G: G 1." *.G., G, Š ' &.i G D a71 ag U. a. O Š@.G 1@.i Gi. G G G 1 ig G ŠN ")@ C [ Gg,C1 Gg O, ž@ G O, :,. Š@. ".c ŸG,,C1 1 Ÿ ž O, G ž@ 1@. c. ' $ Œ 1,c71 1 G "G. G L O@ 6., G, 1 Š ž.. "@ cov.v 1..L G O@ \ ª. * 1G 1 * O Š@ 1>@.f G G. D O@ G.",G G1 Ž\ ª,ž1 1 L D Chi)..,, «$O/ 1c 1 O@, É, G, Œ>,ž1 lg o>n u~n{ uwyuvcg{ xcv x' )u x>zau t{,g GL 1 O /@..GG" G ž G cu,."gv1@ G, 7 T,G G.". lœ: 1@1L G 1 G, "G G $1@ Š e@., G, 1,c Š 1G.../ "1 "%$'&" ', 3'&& )) 2"122, ) &22'$ )8& 1G., 6 6 ' c Š@O " "G.i *.: G, G O@f G 8 ". U. a. U.b1 1@ Š. GG L7 G, G, G, Š Ÿ,L i "G [. O " /"O. G, T f :L7 G, U. k*. G "µ@., G, 1.G j1 1G. Lb G ž Š G.g G.", T 6, <O < c@ <@ O@ Ÿ1, G, 1. Š " G. G, G.a.i,G. T 6 6<$ ]C<@ 67 /@&> : *%88')&, >*/ * : G@&*/'@*&$ &*/>*/& % &" L&67$ <8G : G$ $8a*67&*/<8a&8H$ <8 &$ 67

149 U & ³ T 6 b7 G,L [@: " G i G a) calculation.8 δf /1kHz) E [V/] z [m] b) measurement z [m] ', 3'&&1223 %, ) '& '32'&$ "& " 46 $ 1"& "%$ 8 '2 6.,.)& * :< ) 7 )&&) " " '& '32'&$ "& **. ')$ &&<'& /"" 1"&)) " " $ 1"& "%$')'$"@ 3"18 "%$'&.a G 1@., G, / G "Gi1V@, k.j@ G, G,., G 1, 1 Š G G " GG O U. ).@ G g G 1V8 ]1 ig1.g.g GG,,G G G1. O Ÿ.r@ O@ hi.g, b G.", G e@. O O@ N L,."G [.. G. G U. G l DG1.GG O@ "G Š@.G.ŸU G, T 6 G O* /,.GG@, G ru. G > G.g. "G [. " "b : )8 1 Š> "b@ 8.GG,.G " f@. U.µ1 O@ O@ G." GG G), G /8 1 O Ša@ 1"ahi.G < "b, G, Š :@ O f@ 1 [ G,j G 1 /8.G. G.G< " O@.

150 8 8 & 8." *,G: G 1.G., Š G, a) calculation.7.6. E [V/] z [m] b) measurement 4 δf /1kHz) z [m] ', 3'&& 1223 %, ) :'& '32'&$ "& 4" ) 6:, & $ 1"& 4 "%$ :< 6 6 )7 )&&) " " '& '32 '&$ "& **. ')$ &&'& /" " 1"&)) " " $ 1"& "%$')'$ " 3"18 "%$'& L 1 b8 b O Š@ 1i@ G C8 1,G " Š@.Gb R@ k G." Oj Š@ k.µ@ 1 1.G. 1 GOU. *,,L 1 <., [@ ".GG. 1,C C. L DG1 [ )1ž@ O"e.bU G, r8 6. jl>. É O@ C. ). jc U. Š. :h ' G1@g, L.@ G, 1 Š c 1L 1 G [..GCG."r [ G C <8 " 4 @. "j"µ@.gf.r@, G, Š T@ G :,."G G L O@. 1, 1 c.g 8 1V@ É O@ ' [ ž. L,7 G1@ U..GC@f@ Š.

151 6 U U 6 & 6 h b7 G,L T 6 [@:" G i G G,. T 4Ÿ,G G :8,."<1@. a [ G O@ C [ U. U.µ ED 1 Š. Š "G 4 1 L8 k@ o 1r. pickup antenna connection to load pickup loop capacitive coupling to output "1 " " : 7 3"& 8 ) 1 2'$ $) ')' 6*3"& )2'$ " ' '&$'$ : 7 3"& " "8@66, 3'&&:)'% ' '. 6 ) 2 ) & '$ 3 2"@3')2*3"& 2" '& '32 '&$. G 1,/1 C1G G Ÿ :1$@. G. O@, ", :@ G, G, 1,a Š G * k8 O@ ".l 7 G µ 7 G 1 G, V g g.[ "G Š@. "j, 6 ³ 6 T g.g.ž1 ŸU. G, ž@ ž <.".G O@ Nhi.G L@. G, G, 1 G,8 1 i@. G, G, Š. G C8 O@. C1 LL.G,g O@. G ŸC c ŠU c@.[ "G Š@. "C G, "G 1 7 L7 G, G, G, > Š "G.k j.a G G 1. / 1, * a D 1R GG " Š@.Gf O f@ ",. Nhi.G. k D 1R 1 /8.k.*@.G)@ OC Š@ 1@.,, & <L7 G, D 1N 1 : b Ob Š@ a1 G 1.G O@ G." 1,r 1G. 1G... T T G, G, G,, Š / Š@O " "G.i G 1,Ÿc.R1 1.G k G >1@ O@*@ "G i 4 ª G,, Š Vhi. ce.,,..µ Š@. " T G a@ N. G 1 71 " O@@ G. ' [i1e T 4 h) & kl7 G,b D 1R 1 k OC Š@ G 1 G 1, 1G. 1.G ž O@G."Ž "O.f@ > T T 6 ž 1@ 1 1,a ŸL7 G, 1.G c "G. O@ 2 1, :U G,,G *.L@ T ³ G, G,, Š G "ŸhiŸ "Ÿ1N@ µ G, EDT k1 gµ µ G. ž@. R,, l G cl1.g O@ Š.GG Ÿ

152 & U h U 8,G: G 1." *.G., G, Š G 1.G 1 «ª G ž G ž 1.G $@ $ ž, G ª 1.G ž e1@.c G 1, G,,G µ. a T ³ T G * Š G 1,k1 1 G 1 :.. G.g, [ " ).k G [a@ $@ /@, L7 G,L C C L8 ]1 [ [@) G, Š G k GeL7 G,L i *1 c@ L 1.G/,g N@ «,,L k. G 8 c G1 D 1 1.G [@> O 1)@ DG Šj, Ž.@, G,Ž < 1 <, 1)@ < Š D 1 1 µ. " O@. "G k@, 1c@ G,, Š G, Chi.G j@, O Š@. Š Š G.,ž1 É O@ Ÿ1N@ h> O. j ž. G G., G, 1,i G, L. 1.. kl> Š "G Š@. ".G.*@. Ÿ. " G g Ž, *@ 7 k71 j8 L7 G,L, G, >@ Gi1 Š ž@ «,a D.G).c <. :8 1 G.GŸ.@. É, G, G Š NG1 L 7eh, G,. 1G. Ÿ8 L7 G,L Œ> G 1,." 1N@G.Ÿ Š, <@G " 1$@., G, k D Š G lc/ [.,."b@, 1 71 j8 L7 G,L., [@:" É, G, Š

153 & T 6 b7 G,L [@: " G i G a) R/ values of dipole modes normalized R/ [ Ω/cm 2 /cell ] x7 cell superstructure cell cavity TE 111 T 11 TElike frequency [GHz] [GHz] 14 x b) measured values polarisation 1 polarisation 2 ext frequency [GHz] [GHz] 8 c) impedance of dipole modes polarisation 1 polarisation 2 R/) [kω/cm 2 ] frequency [GHz] [GHz] 1"& 4 "%$4))2 " ) ', 3'&&1223 ) "2'$ 6 )&' /" $ 1"& "%$'@" )" ', 3'&& 223" ) 66, 3'&&*)'% ) * " )&)<'$ 2" 1 " 3'&& )&') " ) ) 3 " ")&&)2'$ ' / ' 8 %2 )& )32" "$ 1"& "%$' 8 6 * 2 6 ) ')'$ " 3"1 ', 3'&&:223 6 )&'/" 1" 1"&)) "" $ 1"& * "%$')" ) 3 " "')'$ ' / ' '& 1'$)3)&' 6 /" ', 3'&&223 ')'$ /

154 & 8." *,G: G 1.G., Š G, a) R/ values of dipole modes 1 4x7 cell superstructure cell cavity normalized R/ [ Ω/cm 2 /cell ] frequency [GHz] x 1 4 TE 111 T 11 TElike b) measured values polarisation 1 polarisation 2 ext frequency [GHz] 1 c) impedance of dipole modes polarisation 1 polarisation 2 R/) [kω/cm 2 ] frequency [GHz] 1"& 4 "%$4))2 " ) ', 3'&&1223 ) "2'$ 6 )&' /" $ 1"& "%$'@" ) ', 3'&& 223" ) 66, 3'&&*)'% ) * " )&)<'$ 2" 1 " 3'&& )&') " ) 3 " " )&&)2'$ ' / ' 1" :< "&) 2'& '32'$ "%$' 8 1'$)3 ) " %2 )& )& )32" "$ 1"& "%$' 8 6 * 2 6 ) ')'$ " 3"1 ', 3'&&223 6 )&' /" 1" 1"&)) "": $ 1"& "%$'8) " )8) 3 " "*')'$ ' /3, '1" :<<"&) 2'& '32'$ "%$' 8 1'$)3*)'.1 ')'$ '& 1'$)3)&' 6 /" ', 3'&&1223 ')'$ /

155 8 U 8 h 8 U T 4 G.G<1, G G o>n m vaqvÿsyx} ) u' uvÿƒqtu{ b7 G,L L.,, G [@"Ž@ É O@ /,G k GŠŽ,71,Ga G,G Š 1@ G." Ÿ.µ@ 1,ž1 1 C1. 1G, G@1, G G.g.a " G.) GŠ,71 G C b Cž%1ŠU. G) Š@O "G Œ G 1i@. ".Gµ «[Ž O@, G O@G GŠ,71 Ÿž%1ŠU. G.j1G, 1 /,C1 Œ: "G, G G, 1 1..G " [ "G<@ k8. 1 G,, " G ž.c@. G, G 1 G@1. 8 c " Š@.G, G O@ 1 1 L7 O <C "j.ÿ "O R@ ", G@ g G.) G D, 1.G Ÿ 1 ž1, O," G [ j.. 1. O" 71 O Š@ O "O "G) G [ 1.GC O@G. 1G.a O@ G@ 1,)1 1 "G, G, 8 c Š 1 7 G, 1a@, G, Š G.7 «L f..g. 1G 1, G L,GN G :1, " GG G c1, G." V O@G.<.G. ",, O)@ O@ 1, G, )8, G 1, L c Gi Š. O " GŠ [7 "G,., G,: < GL "O.c G 1 l, D a71 1L 1 G." G, G )U.," [ c, O C@ Š 8 G [ GŠ 1V@,, k GŠµ1V@ " O./,7, G f.@ G) " /U..G.G $@ r G @ G " O.: "."[ 4 G G, "G,.) G) 1 1, O@ G." Oj Š@ µ O@ )1l@, G, Š V@ Ž@ r G.Gj. G Ÿ1 "µ ³ DG1. G G,,G. T 6.l " G, G 71, U O" ž8 :O@l, G GŠ.> g G [OT@ N O/.. k@ GŠ) G.G GG, Ÿ G 1,. " G1 Š@O 1. G.g "G > G / _U. " a.r@. O O@ G G.>. C1. f@ G.gj :.@.[ "G Š@.G / Of k G /1 U. 8.G G * 1 L D "G Š@.Gr G.b 1, N@ k71 O Š@."[ kced G." [, G "* 1, L G l@ G 1 GŠ [>, G. b G :"*@ G,O@OO1i@, O G1@ g G ž "1i@ G G,L " [@ "Ž@ G, G,, G Š L,G 8)1, 7 G. lc [ G.g "ž G

156 U U CHTER 1 $ : U 1 1e1.G. 1e@, G, Š "G L71 L7 G,L,,,, [i.. 1@1, G, 1, Š., 1@ 71 GG. " 7 G.V c.,g ".GG.G/1 " L.G c c1. ž, G, GG. Oa.G Š $h " G,.G> : G " Š@.G. 1@ k k.g.f@. >@ h> O" :n xcvÿ{ ƒqtxcv x}fÿu xngxn" )u f " 1l@ 1@1, G, GG. Š., [.Žg 6 e 1 G 1, G, 1G. GLC1 6 ³ 6 " g1>@., G,. Ÿ Š G * O@f ". a 7 G) ) G, G /" g l7 " :@ G.[ "G Š@.GL C GŠb G.GC " gb O. 71 k.,g GG. [ G gg,g Ÿ,g 1N@ D "G Š@. ".@.G. ) 1 " [@:1$@ É O@ G,. c).rg Š 7 " [@i1e@ 1@1 ) GG. O@*., G, &'*)$' & Š G. G G. O@ C. a j 1, C 1G 1 i. G h_é O@ G@7 C. 71 c. Œ.G Š ".G U G,, 1 1C ) G c,: Ÿh: «1N@ "r@ G.G Oj, O@ G " 1, G C 1G.,, [ g G., [ "b C G.g G,. L., G : "[@ G c L G " G. GG O U. i.@ G> 1 :71 G G / Ÿ,., G, C Œ: 1 G b " O@. "G V@ O G., : GŠ@."G.Gk1@ U r ".G.GL. G. O@ G "G Š@. ",. 1@1, G,< G G, Š O@.[ "G Š@.Gf.Ÿ,G. g >G.* ³.,,,."b1@G.ž G.G GG, ŽC G /@ [, "., GG G,kL7 G,L U, G O G " O" < il G ), " h:."[: «bg. *@..R O@

157 * h U "G, Š@. "b1@ 1@1 lm *% % " ', 3'&& )'% '/" ', 3'&& "2" HO coupler input coupler flange 7cell cavity 2 7cell cavity 1 HO coupler HO coupler *% % " ', 3'&&<"2"1* " )'% ') 2"'$'3 ) ) 3" '3 "@/"'&$ "& ')' /" 2)&&) " 3 " "%$& )'% '8&& 1 3" '32'$ 3)@'& '32"%, 1') '&$ G *.[ i 1 D,. G < Ob "[.@.G ) " " "G a É. O@ k "G G. G., G,:GG. /O@ G1@L1,,žclG G,. N@ O@ ".G.G:@ e@g. G1i, G, /. G 1.kG Š O@ >1e@ T,.G i " " 7 1,žc.G e G 1. G N@ O@.[@Ÿ@ "[.. C@.. µ. 71 c. G. O@ "G Š Š ".GC@., G, Š 1@1. /U 1 fž,k GG.."[cg..G,.G 2 " ) " $ <@ " *l>.. 1,f " 1 r ED 1 L. O@ 6 L 1L a 1..fl> ž,."ž " "G c

158 h D h * h. G :. 1@1, G, Š, T@ «.G [,C 1@1, G, G, Š, G, i 1L. Š c@ Š@. ".G 6 ³ L 1, f G c f 1L Š@.G,GO O@f@ 1l@ " c,7 f 1L G 1G 1 C1 «O@. " >G." [@ " "G Š@. "1@ 1@1 a D c.g 8 G@.@.G. <.,." ' 1@ É O@ G, a [ G. l. C U. ),, U c 8 e@ÿ@ Š. O@ Š@. " G, a Š ž@ [ 8 1N@.. µ L. G1@ G 1 «[,G G.GC1N@ G." T g T 8$" )%" $ <,G Ž c. G Ž b O@ a., G,L.7 Š G Ÿ. Œ [> GŠC 1R@ É O@ * G,,k Š cg G c@.[ "G Š@.G),."* R " T *.G. :. 8: l, 1, 1@G.N, G.N@ /g G1@L1@ C1G G "[. f@ * l@ OC. GŠ" "[.. 1 G.g ". ž@ [ G G G k71 G ",O, 1R@ l. Œ> :1@ O" [ 1 Š ku G, 1@G.> G. ' b, : " " G, žhij. / G, Ÿ. Š Ÿ G µ O@.L, G 1, L [@Ÿ@f a GŠ [7 g ' LHe vessel part tuner motor drive LHe vessel part *% "2"1 /"@1223 )'% '& $' "3 : 2@)$ : )2 6@ " '2'&) ) 2" %) ) 1'&& " 6 %22' ) " )