上海光源自主研制的被动式超导三次谐波腔已通过束流测试，在正常运行时需要对感应腔压进行精确控制，以实现束团拉伸和提高束流寿命的目标。根据这一特定需求研制了一套数字化低电平控制系统，此系统基于现场可编程门阵列（Field-Programmable Gate Array, FPGA）板卡和上下变频板卡，采用I/Q（In-phase/Quadrature）解调技术，设计了慢速步进电机和快速压电陶瓷驱动协同控制算法以及被动超导腔失超探测算法，用于实现腔压幅值稳定度控制及三次谐波腔运行状态监测等功能。在加速器工作在超过120 mA的top-up模式下，三次谐波腔感应腔压幅值的稳定度由开环的±5%提高到闭环的±1%以内，满足设计指标；压电陶瓷驱动电压波动在120 V范围内变化，达到输出电压平滑稳定的效果，束流寿命提高超过一倍。
数字化低电平 三次谐波腔 腔压控制 腔压稳定度 Low level radio frequency Third harmonic cavity Amplitude control Stability
1 中国工程物理研究院 流体物理研究所, 四川 绵阳 621900
2 中国工程物理研究院 脉冲功率科学与技术重点实验室, 四川 绵阳 621900
针对“脉冲源+传输线+感应腔”和“储能电容+固态开关+感应腔”两种常见的脉冲感应组元结构, 对相同感应腔的腔压波形进行了实验对比和理论分析, 推导出了不同组元结构下感应腔中磁芯回路电感量、匹配电阻阻值和感应脉冲幅度间的关系表达式, 分析对比了两种组元结构下感应腔电感量和电阻值变化对腔压平顶影响的程度和差异, 为低压重频脉冲感应加速组元的参数选择和优化提出建议和判据。
感应腔 脉冲感应组元 腔压平顶 感应脉冲 脉冲功率系统 induction cavity pulse induction module voltage flattop induction pulse pulse power system 强激光与粒子束
2016, 28(1): 015104
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,安徽,合肥230029
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.
失谐角 视在失谐角 入射功率 腔压 Detuning angle Visible detune angle Input power Cavity voltage
