1 上海科技大学物质科学与技术学院，上海 201210
2 中国科学院上海高等研究院，上海 201210
3 中国科学院上海应用物理研究所，上海 201800
4 张江实验室，上海 201210
束流轨道优化是短波长自由电子激光调试放大过程的关键环节。在实际实验中，需要花费大量的时间来调整参数，以校正轨道。为简化该多参数调优过程，研究了基于深度强化学习的自动优化技术，在仿真环境中使用SAC、TD3和DDPG算法调整多个校正磁铁，以优化自由电子激光的输出功率。为模拟实际实验中非理想的轨道状态，在第一节波荡器入口处设置一磁铁以偏转束流轨道。随后利用深度强化学习算法自动调节后续7个磁铁以校正轨道。结果表明，通过引入偏差将输出功率降低一个数量级后，基于最大熵原理的SAC算法将功率恢复到初始值的98.7%，优于TD3与DDPG算法。此外，SAC算法表现出更强的鲁棒性，有望后续应用在我国X射线自由电子激光装置中实现自动调束。
激光光学 自由电子激光 轨道校正 输出功率 深度强化学习 多参数优化 光学学报
2023, 43(21): 2114002
1 中国科学院上海应用物理研究所, 上海 201800
2 中国科学院大学, 北京 100049
3 中国科学院上海高等研究院, 上海 201210
设计了一个以蓝宝石晶体作为布拉格反射镜构成的谐振腔系统,控制X光脉冲辐射束的状态以实现其在一个开放腔中的稳定传输,进而形成振荡。以两块平面晶体布拉格反射镜构成的开放稳定腔系统为模型,通过计算其传输矩阵和分析辐射束横向稳定性条件,得到了谐振腔中两块透镜的焦距和间距的关系。优化该谐振腔系统设计参数使之满足增益最大化条件,即辐射束瑞利长度ZR与电子束聚焦参数Zβ匹配。使用X射线追迹软件SHADOW进行光学追迹模拟。模拟结果显示,辐射束在整个谐振腔系统中传输的单程损耗小于20%,在谐振腔中振荡一个周期后的状态与初始状态虽然有所差异但仍可接受。模拟结果表明了该谐振腔系统光学设计参数的可行性。
光学学报
2022, 42(11): 1134017
1 中国科学院上海高等研究院上海光源科学中心, 上海 201200
2 中国科学院上海应用物理研究所, 上海 201800
3 中国科学院大学, 北京 100049
研究了上海硬X射线自由电子激光装置(SHINE)第三条波荡器线FEL-III的光源性能参数及其稳定性。FEL-III波荡器线可覆盖10~25 keV的光子能量,是SHINE目前三条波荡器线中光子能量最高的。在光源性能参数与稳定性的研究中,考虑了束流散粒噪声、束流初始横向位置和入射角抖动,以及四极铁的横向位置误差等因素,给出了比较清晰和明确的光源参数和稳定性的表现,这可为束线站和实验站的设计提供参考,也可为潜在的用户实验提供参考。
光学学报
2022, 42(11): 1134016
