针对医用重离子加速器装置(HIMM)同步加速器对于高频系统不同能量波形输出的需求, 设计实现可输出不同能量对应腔体电压及偏磁电流波形的同步信号源。该系统以ARTERA公司FPGA作为核心处理元件, 接收并处理多组腔体电压及偏磁电流波形文件, 同时以DAC作为输出单元, 通过接收同步光触发信号实现不同能量对应给定波形信号的无缝切换及同步输出, 完成HIMM同步高频信号源的设计。测试结果表明, 该信号源工作稳定, 可实现各种不同能量对应波形的无缝切换及同步输出, 其性能完全满足HIMM系统对碳离子捕获加速的要求。相比于商业任意波形发生器产品, 该系统价格低廉, 且模块化的设计易于集成, 可广泛应用于其他需产生任意波形信号的场合。

对高频系统的束流负载效应和Robinson不稳定性条件进行了详细分析;通过对失谐角、视在失谐角与储存环注入流强限的研究发现,对于合肥光源这样的中能储存环,由于注入状态的电子束能量较低,同步辐射相角接近90°,因此,只要给高频腔馈入一定的功率,再把腔调到一定的失谐角,就可以在环中注到较高的流强,达到二期工程的设计目标.

介绍了HIRFL主加速器SSC高频腔体功率馈入耦合匹配系统的研究,实验结果表明,通过改变耦合环角度可更好地实现高频腔体和高频发射机之间的匹配,提高了高频腔体电压和高频发射机的工作效率.