红外与激光工程
2022, 51(6): 20210475
1 中国科学院 近代物理研究所, 兰州 730000
2 中国科学院 研究生院, 北京 100190
泰克实时频谱仪存储的IQT格式数据文件的特殊结构给后期实验数据处理带来不便。分析了IQT文件的存储结构, 说明了泰克实时频谱仪的IQT格式数据文件的后台处理过程, 通过数学方法提高了文件中频变弱信号的强度; 通过对频谱仪实验数据进行数学处理, 得到了兰州重离子加速器冷却储存环36Ar18+离子束的纵向电子冷却力大小随离子-电子相对速度的变化曲线。该处理方法弥补了频谱仪离线分析软件的局限性。
IQT文件 离线处理 电子冷却力测量 IQT file offline processing measurement of electron cooling force
1 中国科学院 近代物理研究所， 兰州 730000
2 中国科学院 研究生院， 北京 100049
介绍了Schottky信号的产生原理。研制了CSRe的Schottky束流诊断系统,该系统由一对平行的Schottky电极板、四分之一波螺旋谐振腔、低噪声放大器及数据获取系统组成。利用能量为481.88 MeV/u的78Kr36+束流对Schottky束流诊断系统进行灵敏度测试。结果表明该系统能够测量流强大于82 nA的束流。
Schottky束流诊断 冷却储存环 四分之一波螺旋谐振腔 快速傅里叶变换 灵敏度 Schottky beam diagnostic system cooling storage ring λ/4 helical resonator fast Fourier transform sensitivity
1 中国科学院近代物理研究所,甘肃,兰州,730000
2 中国科学院研究生院,北京,100039
介绍了由于磁铁的安装误差和螺线管的存在而造成的束流径向和轴向的耦合,以及耦合对束流稳定的影响.结合CSRm结构的典型参数分析得出:二极磁铁和四极磁铁在纵向角安装偏差为-0.5～0.5 mrad;有螺线管存在的情况下,工作点落在和共振线时,将导致束流不稳定而大量损失,落在差共振线时,束流稳定.通过模拟计算发现:螺线管产生的耦合远大于磁铁的纵向角安装偏差产生的耦合.
耦合 差共振 和共振 传输矩阵 Coupling Difference resonance Sum resonance Transformation matrix
1 中国科学院近代物理研究所,兰州,730000
2 中国科学院研究生院,北京,100039
通过引进包含tune调制的传输矩阵,模拟计算了由四极铁电源纹波所引起的tune调制对HIRFL-CSRm动力学孔径的影响.模拟计算中,对HIRFL-CSRm实际(lattice)跟踪1.0×106圈.从结果可以看出,动力学孔径随调制振幅的增大迅速减小,大体呈线性变化;动力学孔径随调制tune值的变化在研究范围内也有变化,变化的范围在0.049～0.089 m之间.
Tune调制 传输矩阵 动力学孔径 Tune modulation Transport matrix Dynamic aperture
1 中国科学院近代物理研究所,甘肃,兰州,730000
2 中国科学院研究生院,北京,100039
在研究兰州重离子冷却储存环(HIRFL-CSR)纵向相振荡运动特性的基础上,对主环(CSRm)内重离子的加速过程进行了模拟研究.选取由扇聚焦回旋加速器(SFC)剥离注入的能量为7 MeV/u,动量散度为±0.5%的12C6+典型离子,模拟了CSRm内束流的加速过程,加速的最终能量为1 GeV/u.在加速过程中采用了变换谐波的方式,解决了较低能量下的加速问题.模拟结果给出了不同时刻粒子在纵向相空间的分布以及各主要高频参数随时间的变化曲线.
相振荡 变谐波加速 绝热俘获 Phase oscillation Beam acceleration with Changing harmonic Adiabatic capture
1 中国科学院,近代物理研究所,甘肃,兰州,730000
2 中国科学院,研究生院,北京,100039
对一种工业用大功率电子加速器(450kW)的加速管中的空间电荷效应作了5点假设,建立了物理模型.对模型的束内外径向电位分布、空间电荷对轴上电位的影响,以及空间电荷力对束流传输的影响等进行了理论分析,得到了束内径向电位分布.结果表明:束流内部径向电位沿径向均呈抛物线变化,并在轴上达到最小值;而空间电荷产生的束内电场与半径呈线性变化;空间电荷不仅会引起轴上电位的跌落.而且对束流有发散作用,特别是在电子速度较低时更为明显.在考虑了空间电荷效应后,强流静电加速管的电场设计关键在加速管的前端,与弱流加速管相比,强流加速管的电场变化要大得多.
电子加速器 空间电荷效应 强流电子束传输 Electron accelerator Space-charge effect Intense current transport
1 北京大学,重离子物理研究所,北京,100871
2 重离子物理教育部重点实验室,北京,100871
3 中国科学院,近代物理研究所,甘肃,兰州,730000
HIRFL-CSR的电子冷却系统是采用强流电子束对重离子束进行冷却.在冷却段漂移管区,由于强流电子束自身的空间电荷场和螺线管磁场的作用,使得电子束的包络发生振荡.通过求解电子束的横向包络方程,研究了强流电子束包络随电子束参数和螺线管聚焦磁场的变化关系.计算结果表明:对于不同的电子束能量和磁场,电子束包络的振荡频率也不相同;在相同的条件下,磁场越强,电子束包络振荡幅度越小,电子束能量越大,其包络的振荡频率也越快.
电子冷却 空间电荷场 包络方程 强流电子束 E-cooler Space charge field Envelope equation Intense electron beam
1 中国科学院,近代物理研究所,甘肃,兰州730000
2 中国科学院,研究生院,北京,100039
利用SLAC-226程序对一种工业用大功率电子加速器(450kW)的电子枪光学系统性能进行了研究.计算程序以带电粒子的洛伦兹力运动方程的相对论形式为基础,在充分考虑了空间电荷效应和电子自身产生磁场的情况下编写而成.在该程序中,网格的划分采用正方形网格;解泊松方程采用半迭代切比雪夫法;解轨迹方程采用四阶龙格-库塔法.经过对轴上电位的优化计算,得到了轴上电场的分布,电子轨迹以及阳极孔处的径迹斜率等结果,并且对外加电场与空间电荷场对束流的聚焦作用作了比较分析.计算发现,电子初始角和初始能量(对束流的)聚焦性能影响很小,二极管间距d=58.5mm时对束流聚焦最有利.
强流电子枪 电子加速器 电子光学 High current electron gun Electron accelerator Electron optics
1 北京大学,重离子物理研究所,北京,100871
2 重离子物理教育部重点实验室,北京,100871
3 中国科学院,近代物理研究所,甘肃,兰州,730000
量子束流物理学是近年来发展起来的处理束流传输的全新方法,它是经典束流物理学的有益补充.介绍了量子束流物理学的热波模型和基于狄拉克方程的相对论电子束磁透镜量子理论,并与经典束流物理学方法进行了比较.
量子束流物理学 经典束流物理学 量子效应 Quantum beam physics Classical beam physics Quantum effect
