中国科学技术大学 国家同步辐射实验室, 合肥 230029
系统提出了一种新的腔式束流位置监测器(BPM), 即跑道型腔式BPM, 并使用微波工作室软件进行了理论研究和模拟计算, 提出了通用设计方法。跑道型腔式BPM的金属腔部分具有跑道形横截面, 引出束流位置偏移激励起的一对偶极模式作为束流位置信号。该方案的偶极模式极化方向固定, 频率分离, 可以解决随机误差产生的横向串扰问题, 其理论位置分辨力可以达到15 nm。
束流位置监测器 跑道型腔 串扰 偶极模 分辨力 beam position moniter racetrack cavity cross-talk dipole mode resolution
中国科学技术大学,国家同步辐射实验室,合肥,230029
环境温度是影响电子束流轨道稳定性的重要因素之一,国内外大多数加速器实验室为此都建立了较为完备的环境温度监测系统和恒温空调系统.合肥光源(HLS)是第二代光源,全环闭合轨道垂直方向上要求稳定在100μm以内.为定量研究和分析环境温度对合肥光源的电子束流轨道的影响,建立了环境温度监测系统.着重介绍了环境温度监测系统的组成、辐射干扰问题以及数据分析方法.数据分析结果表明:环境温度与束流位置之间具有较强的相关性,垂直方向环境温度每变化1 ℃,束流位置变化10～20 μm.
环境温度 束流位置 束流轨道稳定性 辐射干扰 强激光与粒子束
2006, 18(12): 2074
中国科学技术大学,国家同步辐射实验室,合肥,230029
电子束流寿命是个很重要的指标,直接影响合肥光源的正常运行,为此研究了影响束流寿命的因素,测量了高频腔压、耦合度以及束团长度对电子束流寿命的影响,研究显示合肥储存环的电子束流真空寿命和托歇克寿命相当;并且利用束损系统测量了因托歇克寿命的变化而造成束流损失的相对变化;通过增加耦合度增加束流的垂直发射度,有效地提高了束流的寿命,保证了合肥光源的正常运行.
真空寿命 托歇克寿命 腔压 耦合度 束流损失
中国科学技术大学,国家同步辐射实验室,合肥,230029
介绍了一种用于合肥光源的二分割三角型光位置检测器的设计,进行了位置信号的两种处理方法(和差比与对数比)的比较.对光位置检测器进行了测试和标定,测量结果与理论分析相当吻合.光位置检测器已成功地应用于软X射线磁性圆二色(MCD)光束线,如进行光位置稳定性测量和慢速局部反馈,给出了这些应用的结果.
光位置检测器 和差比处理 对数比处理 慢速局部反馈
中国科学技术大学国家同步辐射实验室,安徽,合肥,230029
合肥光源(Hefei Light Source,HLS)200 MeV直线加速器的束流横向位置是一个重要的运行参数,直接决定注入的效率,为此新开发了一种非拦截型、高精度、易于将测量结果数字化的条带电极束流位置测量系统(beam position monitor, BPM),该系统由条带电极和信号处理系统组成.信号处理系统选用对数比的信号处理方法,由带通滤波器(BPF)、对数检波模块、信号放大器、模数转换模块和上位机组成.带通滤波器选用中心频率为2.856 GHz、带宽为10 MHz的腔体滤波器,对数检波模块采用对数放大器AD8313芯片,模数转换模块采用NI公司的PXI-5102,上位机的数据采集程序采用Labview编写.本系统有效地采用了虚拟仪器(VI)的技术,具有模块化、开放性、易于交互、可扩展的特点,测试结果表明,其分辨率达到0.1 mm,符合设计要求.
束流位置探测器 条带电极 信号采集 信号处理系统 直线加速器 Beam position monitor Stripline Data acquisition Signal processing system LINAC
中国科学技术大学国家同步辐射实验室,安徽,合肥,230029
利用四极铁调制的方法可以改变工作点,测量工作点的改变,可以计算出四极铁位置的Beta函数值,这样测量得到的值是四极铁位置的平均Beta函数值.采用该方法在合肥光源(HLS)储存环进行了实验,四极铁电源电阻并联后,分流调制四极铁的电流,从而改变四极铁强度,对环上的30块四极铁进行Beta函数测量.以理论值为参考,对采用计算公式得到的结果进行了比较和分析,利用四极铁中心位置的理想Beta函数计算值和测量值作比较,结果表明:测量最大绝对差为2.741,平均绝对差为0.521;垂直方向的测量最大绝对差为1.711,平均绝对差为0.009,四极铁自身电流和分流电流的测量对Beta函数测量值误差的影响非常小.通过改进工作点测量系统,适当加大分流电流可以减小Beta函数测量误差.
Beta函数 聚焦强度 传输矩阵 薄透镜 Beta-function Quadrupole strength Transport matrix Thin-lens
中国科学技术大学国家同步辐射实验室,安徽,合肥,230029
响应矩阵反映了束流位置监测器(BPM)位置处观察到的束流在校正铁磁场空间中的运行规律.根据电子储存环理论模型,采用迭代方法从实测响应矩阵计算束流横向振荡的振幅函数和相位.计算结果的精度主要受响应矩阵测量误差、BPM测量误差和校正铁电源刻度误差影响.计算响应矩阵的误差代表了迭代所采用的工作点的正确度,实际的工作点对应于计算响应矩阵的最小均方差,以此可推导实际的工作点.
响应矩阵 最小二乘法 迭代 Beta函数 Response matrix Method of least square Iteration Beta-function
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合肥光源二期工程改造的电子储存环调试过程中,发现多束团存储和运行时存在耦合束团不稳定性,严重地限制了注入的最高流强,并且影响了光源运行的质量.通过过正地增大正色品以及在储存环上插入八极磁铁,基本上抑制了横向的耦合束团不稳定性,保证了稳定注入束流300mA的技术指标.
耦合束团不稳定性 工作点分散 朗道阻尼 色品 高次模 Coupled-bunch instability Tune spread Landau damping Chromaticity High order mode
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介绍了合肥国家同步辐射实验室200 MeV电子直线加速器新型脉冲电子枪控制器的工作原理,以及I2C总线和嵌入式微控制器在电子枪控制器中的应用,详细分析了加热灯丝的数控电流源、引出电子束的数控电压源和脉冲电压源等模块的硬件实现,并给出了光纤通讯和后端微机控制软件的设计过程.该电子枪已成功应用于加速器的实际运行中,性能稳定,工作可靠,完全替代了以前的机械控制方式.
加速器 电子枪控制器 脉宽调制 远程光纤通讯 Accelerator Electron gun controller Pulse width modulation （PWM） Remote fiber communication
1 中国科学技术大学 国家同步辐射实验室,安徽.合肥230029
2 上海交通大学电气工程系,上海 200030
3 中国科学技术大学 国家同步辐射实验室,安徽合肥230029
通过三维磁场的有限元计算,给出了自由电子激光(FEL)研究用光学速调管升级后的磁参数.国家同步辐射实验室合肥光源(HLS)电子储存环能量可以日常运行在200～800 MeV间,为了与电子储存环能量匹配,并在较高束电子能量下进行实验和得到较多的相干辐射光子,光学速调管从原来的对称结构升级成非对称结构,用于HLS储存环谐波产生FEL实验.给出了升级后非对称光学速调管的几组匹配磁参数,用于在HLS储存环注入能量和可以运行的最高能量下进行谐波FEL实验.初步计算表明,HLS储存环电子束性能优越,能散很低,FEL实验用最高能散仅为2.05×10-4,相应FEL辐射的能散修正因子在0.96以上,可以忽略不计.
非对称光学速调管 三维电磁场有限元计算 谐波产生自由电子激光(FEL) 储存环 Asymmetry optical klystron 3-dimensional electromagneticcomputation Harmonic generation FEL Storage ring
