对束流信号进行展宽处理是储存环逐束团位置测量RF前端设计的重要工作之一。针对上海光源储存环束流信号的特点, 对束流信号展宽进行分析, 采用低通滤波器和包络检波联合的方法对信号进行展宽。考虑到实现过程需要对信号进行ps量级的延时, 使用微带传输线对该方法进行了具体设计。对微带传输线等效为集**数LC元件进行推导以进行低通滤波器设计, 给出了阻抗匹配方案以实现宽带功率分配器与合成器。仿真和实测结果表明, 所设计的电路能够对束流信号进行有效展宽处理。

为了有效处理上海光源前端挡光器接收的高热负载, 研究了挡光器的结构设计及其优化方法。选用高导热性、高强度的GlidCop AL-15制造挡光器吸收体, 采用直接水冷和掠入射结构提高其热缓释能力。以对流换热系数和压力降为评价指标, 选用佩图克方程和达尔西-韦斯巴赫方程优化冷却水路, 通过热分析得到了不同参数下挡光器的温度和热应力分析结果, 从而确定了挡光器的结构设计优化参数。优化后挡光器的水路直径为6 mm, 水路到光照面的距离为9 mm, 光照面接线处圆角≥2 mm, 且水路与光束方向基本平行。与初始结构相比, 优化后挡光器的最高整体温度和最高冷却壁温度分别下降约8%和1/4, 最大等效应力降低了1/2左右, 完全满足上海光源前端部件的设计要求。目前, 应用优化参数设计的挡光器已应用于上海光源实际工程中。

介绍了上海光源X射线干涉光刻(XIL)光束线的基本情况。为实现光束线的光束偏转和光路切换，完成了其偏转镜系统的研制。分析了偏转镜系统的功能，设计了偏转镜的调节机构、切换机构和冷却结构。论述了调节机构的关键运动，即镜箱外直线运动转化为超高真空内旋转运动的实现过程；讨论了切换机构重复精度与承载能力之间的关系，并完成了精密丝杆的校核。采用镜子支撑方式和冷却方式集成的方案设计了冷却结构，并通过数值模拟分析了冷却结构和冷却效果。模拟结果表明镜子子午面形误差和弧矢面形误差分别约为6.5 rad和7 rad。应用激光干涉仪和光电自准直仪对调节机构和切换机构进行了测试， 结果表明：调节机构的线性分辨力可达0.2 μm，切换机构的重复精度满足设计要求。

针对恒流注入过程中在同步辐射光闸开启情况下的辐射安全问题, 对注入电子束轨迹进行了模拟跟踪计算, 考察电子束在什么样的极端情况下会从光束线通道打出造成辐射安全事故。束流动力学模拟采用Accelerator Toolbox (AT)程序, 正向跟踪电子轨迹。在不丢失任何可能性的前提下, 放大入射电子束相空间, 减小跟踪距离, 简化计算。通过模拟结果得到机器安全联锁保护条件, 为保障安全的恒流注入提供依据。

通过理论分析研究了电磁耦合型束流位置探测器(BPM)用于束流寿命测量的可行性, 并在上海光源储存环上进行了束流实验, 对其性能进行了评估。实验结果表明, 与目前常用的直流流强变压器(DCCT)系统相比, BPM给出的束流寿命具有更高的带宽和分辨力, 有利于进行不同时间尺度的束流寿命评估, 而且可以通过多个平均的方式来进一步提高测量精度。

研制了上海光源同步辐射空间干涉仪，用于储存环束团横向截面尺寸及发射度的精确测量。对干涉仪工艺设计中的光路参数、关键设备选型、数据处理方法及数据采集处理软件结构进行了分析讨论。结合束流实验完成了系统调试及运行参数优化，结果表明，CCD增益系数与曝光时间设置对测量精度有显著影响，增益系数设为0 dB，曝光时间设为200 ms时,随机测量误差可控制在μm量级。对上海光源储存环横向束斑尺寸进行了精确测量，结果表明:空间相干度曲线近似为高斯分布，可以采用单一空间频率的相干度测量值进行快速束斑尺寸计算;水平束斑尺寸实测值为52.4 μm，与理论值预期值53.0 μm相比，差异小于2%;系统测量误差约为5.5%，主要误差来源为相干度随机测量误差。