Das Labor MDI 7 befasst sich mit der Forschung und Entwicklung spezialisierter Diagnosekomponenten für zukünftige Projekte am DESY. Insbesondere im Rahmen vom Synchrotron PETRA IV. Hier liegt unser Fokus insbesondere auf der Entwicklung durch Simulationen, Konstruktion, Optimierung und Fertigung ausgewählter Diagnose-Komponenten wie Beam Position Monitore (BPM) und Beam Loss Monitore (BLM).

Eine weitere Kernaufgabe des MDI7 Labors ist die Bereitstellung, der Betrieb und die Wartung von Diagnosekomponenten am European XFEL. Dies umfasst die Koordination der Nutzung aller Elektronenstrahl-Diagnosesysteme, sowie Erweiterung und Verbesserung, um den hohen Anforderungen an Präzision und Zuverlässigkeit gerecht zu werden. Dies beinhaltet die Systeme Strahllage, Strahlladung, Strahlverlust, transversale Strahlverteilung, Dunkelstrom und Dosimetrie.

MDI 7 ist für die BLM und deren Positionierung in allen DESY Beschleunigern verantwortlich. Die Strahlverluste werden durch s.g. Szintillatoren oder Gläser mittels Photomultiplier detektiert.

Ferner ist die Entwicklung, Konstruktion und Herstellung unterschiedlichster Diagnosekomponente für verschiedenste Beschleuniger am DESY und für internationale Projekte ein Aufgabengebiete des Labors. Das beinhaltet neue BPMs und anderer Diagnosekomponenten, bspw. Beam Arrival Monitore (BAM) oder die Mechanik für andere spezielle Diagnose; siehe Funktionsprinzip eines Cavity BPMs.
Dazu werden umfangreiche Simulationen durchgeführt, deren Ergebnisse direkt in die Konstruktion einfließen. Insbesondere sind Hochfrequenz-Durchführungen notwendig, die die Signale von der Vakuumseite auf die Atmosphärenseite übertragen. Die Entwicklung spezieller Ultra-Hochvakuum Durchführungen erfolgt in enger Zusammenarbeit mit kommerziellen Partnern und MDI 7. Die Hochfrequenz Eigenschaften dieser Durchführungen sind durch die Verwendung von hochauflösenden Monitoren festgelegt; es müssen Durchführungen sein, die bei unterschiedlichen hohen Frequenzen sehr geringe Verluste und Reflexionen gewährleisten. Ihr Einsatz erfolgt nicht nur bei Raumtemperatur, sondern auch bei Tieftemperatur (2K) oder höheren Einsatztemperaturen.

Der gesamte Workflow von Prototypenfertigung und deren Serienfertigung von unterschiedlichsten Diagnose Komponenten wird von MDI 7 organisiert. Wo immer es möglich ist werden Kompetenzen aus den Bereichen Qualitätsmanagement und Projektmanagement eingesetzt. Dabei werden alle Aspekte der Herstellung beachtet: von den Anforderungen, über Simulation, Konstruktion, Qualitätssicherungsmaßnahmen und Labortests bis zum begleiteten Einbau. Firmen werden dabei trainiert, die hohen Ansprüche einzuhalten, um die Bauteile und Geräte mit hoher Präzision herzustellen. Dazu werden im Rahmen der Fertigung Firmenaudits organisiert und durchgeführt. Um die hohen Ansprüche an den Bauteilen zu gewährleisten werden unterschiedliche Fertigungstechnologien benötigt. Kenntnis neuer Fertigungstechniken, Schweißtechnologien, dem Vakuumlöten, additive Fertigung, unterschiedlichste Oberflächenveredelungen oder Kenntnisse in der Mikromechanik sind Voraussetzung. Dazu ist eine enge Zusammenarbeit mit Herstellern und Lieferanten erforderlich.

Ein Beispiel einer Entwicklung:
Die Messung von relativ kleinen Strahlströmen und kleinen Strahlladungen wird mit dem Dunkelstrommonitor realisiert. Ursprünglich konzipiert als Instrument zum Messen des Dunkelstroms von Beschleunigern mit 1.3 GHz wird dieses System mittlerweile bei allen Linear- und Plasmabeschleunigern bei DESY als Ladungsmonitor genutzt. Beschleuniger werden mit diesem System von MDI 7 ausgestattet; (https://bib-pubdb1.desy.de/record/90975/files/weoc03.pdf , https://bib-pubdb1.desy.de/record/166172/files/DESY-2014-01449.pdf , https://arxiv.org/abs/2403.07135)