本論文主要研究內(nèi)容是合肥光源逐束團流強和高靈敏的工作點測量系統(tǒng)的研究。在充分調(diào)研國內(nèi)外加速器實驗室的測量方案的基礎(chǔ)上,設(shè)計了兩套全新的束流測量和診斷系統(tǒng)。逐束團流強測量系統(tǒng)利用超快光電探測器把同步輻射的光脈沖信號轉(zhuǎn)換為電信號,再進行處理得到逐束團流強。新的高靈敏工作點測量系統(tǒng)則是使用(Direct Diode Detector Baseband Tune)3D-BBQ技術(shù)可以在沒有激勵信號的條件下測量工作點,不會對儲存環(huán)中的束流引起擾動,具有可以成為實時在線測量工作點系統(tǒng)的潛力,有極高的應用價值。本文首先介紹了與本論文相關(guān)的加速器物理。從整體上定性地介紹了加速器儲存環(huán)的物理,給出了束流的橫向轉(zhuǎn)換矩陣、β函數(shù)和橫向振蕩等理論知識進而引入了工作點這一個重要概念,同時還介紹了束流流強及同步輻射這些與我們設(shè)計的兩套系統(tǒng)密切相關(guān)的物理參數(shù),并給出了工作點和束流流強在束流測量與診斷領(lǐng)域的基本理論。其次介紹了基于同步輻射的逐束團流強測量系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)。介紹了合肥光源儲存環(huán)B8光束線的基本情況,確定了用于基于同步輻射的逐束團流強測量系統(tǒng)的光路設(shè)計。計算了在光電探測器處同步光的功率,確定了超快光電探測器的型號是濱松公司的G4176-03光電探測器。介紹了利用等效時間采樣算法重構(gòu)束流的時域波形。為了確定逐束團的絕對流強,使用了直流流強變壓器(DCCT)系統(tǒng)得到束流的直流流強,并對DCCT系統(tǒng)的進行了誤差分析和分辨率測試。使用基于同步輻射的逐束團流強測量系統(tǒng)分別在日常運行多束團模式、單束團及一個摩爾斯碼編碼的“HLS”填充模式下進行了逐束團流強測量實驗,得到了相關(guān)實驗結(jié)果。最后介紹了高靈敏度的工作點測量系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)。介紹了3D-BBQ技術(shù)的基本原理,根據(jù)合肥光源儲存環(huán)參數(shù),設(shè)計了 3D-BBQ的前端電子學模塊,并進行了模擬仿真實驗。根據(jù)仿真結(jié)果,制作了前端電子學的實物PCB板。最后搭建了工作點測量平臺,并進行實驗,得到實驗結(jié)果。同時還進行了與合肥光源現(xiàn)有的掃頻激勵法工作點測量系統(tǒng)的比對實驗,驗證設(shè)計目標。
【學位單位】：中國科學技術(shù)大學
【學位級別】：博士
【學位年份】：2018
【中圖分類】：TL594
【部分圖文】：

１９３９年到２００９年之間，１４４個諾貝爾物理獎獲得者中，３９人（２８％）的研究成??果與加速器物理和加速器機器息息相關(guān)［２Ｌ越來越多的科研工作者參與建設(shè)和發(fā)??展加速器，使得加速器一直向更高能量發(fā)展如圖１．１所示。同時，也有大量的科??研工作者利用加速器這個實驗平臺進行化學、生物、醫(yī)學、高能物理等等一系列??科學探索，取得了大量科研成果。??ＬＨＣ＇??ｉｏｌ７ｅｖｒ?ｙ，??＾?ｉＤｉ６＜！Ｖ?￣?Ｚ??Ｎ?ＩＯＯＴｃＶ?－?ｓｕｗａｇｃ?－Ｓ??Ｐ?ｌ＼?７?？?ＨＥＲＡ??！歸－?二??＾?１?ＴｃＶ?－?＾?Ｐｉｉ?ＴＲＡ?（ｅｗ?）??Ｊ?／?／?ＲＳ？ＡＬ／ＳＰＳ??１?ｌｆｌ０ＧｔｆＶ?ｆｍ伽—？?ＳＬＥＤ??＜Ｚ?ｗｅａｋ?ｌｏｔｉｉｓｉｍ＊?ｊＴ??！?＞，?嚴??＾?＾ｙｎｃｈｒｏｉｒｏｎ?ｓ＞ｎｃｌ？＼Ｋ；ｙｃｋ＞ｔｒｏｎ＞??＾?Ｉ?（＊ｃ、‘?ｗｅａｋ?ｐｒｏｔｏｎ?ｌｉｎａｃ??ｌＯＭｅＶ?－?＾—＇００＾＼?ｄｅｃｔｎ＞ｓｍｔｉｃ??ｆ?＾—－＊＂＊＊？?Ｓｅｒ５ｅｒａ�。妫�??ｌ?ＭｃＶ?ｘ?ｒｅｃｔｉ?Ｈｅｒ?ｇｅｎｅｒａｔｏｒ??ｌＯＯｋｃＶ?Ｌ！?１?．．．Ｉ?１?Ｉ?＼?Ｓ???１９３０?１９４

和發(fā)射度?分辨率?１０?（ａｍ??ＨＬＳ?ＩＩ的電子儲存環(huán)束流測量元件分布圖如圖１．２所示ＨＬＳ?１丨整個儲存??環(huán)中分布著三個測量本地站，分別是：注入點環(huán)外束測本地站，環(huán)內(nèi)束測本地站??和兩條Ｂ７、Ｂ８同步光本地站。在儲存環(huán)中總共安裝有１套直流電流變換器??（ＤＣＣＴ）用來測量束流直流流強，３２個紐扣型束流位置監(jiān)測器（Ｂｕｔｔｏｎ?Ｂｅａｍ??Ｐｏｓｉｔｉｏｎ?Ｍｏｎｉｔｏｒ）用于測量在全環(huán)各個位置的束團橫向位置，３套由條帶??（Ｓｔｒｉｐｌｉｎｅ）ＢＰＭ和紐扣ＢＰＭ組合的ＢＰＭ用來測量束團橫向尺寸、逐束團流強、??橫向發(fā)射度和能散等參數(shù)，另外還有２個橫向激勵器、３個條帶激勵器和１個縱??向激勵器與ＢＰＭ?—起分別用于測量工作點、束團的橫向反饋系統(tǒng)及縱向反饋系??統(tǒng)。??ｉ?丨注入環(huán)外束本ｗｉ站??丨＿圍丨ｉｌｌ?Ｓ３！??Ｑ１?Ｑ２??機隹味：究?Ｑ２９?Ｊｂ?刮柬器縱向激??方頻２?＃?ｉ〇?１３ｌ?＼注入檢糊?％??／／?＼?１?＇??會?＂?，、義??Ｂ７?條Ｓ激勵Ｓ??／／＼＾?（，Ｕ，１？ａ，?／?＼＼??Ｓ?９?？鈕扣?ＢＰＭ，?３２?個?．；Ｓｑ７??＾２５?ａ．?０?ＤＣＣＴ

?第一章緒論１．?２．１．１基于ＢＰＭ和信號的逐束團流強測量系統(tǒng)??當束流通過加速器真空管道時，會產(chǎn)生與束流的位置和尺寸奮關(guān)的電磁場，??如圖１．３所示一般我們把沿著真空管道安裝的探測感應電磁場的電極稱ＢＰＭ。ＢＰＭ?—般有三種類型：紐扣ＢＰＭ，條帶ＢＰＭ，腔式ＢＰＭ。三種類型ＢＰＭ根據(jù)應用場合和需求的不同各有所用［１｜］。在電子存儲環(huán)中，比較常見的是紐ＢＰＭ和條帶ＢＰＭ，如圖１．４所示。通常每個ＢＰＭ都有四個電極，電極的安方向有正交９０°和斜交９０°這兩種方式，每個電極都能得到由束流經(jīng)過真空管時感應的電磁場產(chǎn)生的電壓信號。通過處理這些信號，可以得到束流的位置信和流強信息等等。ＢＰＭ是加速器束流測量和診斷領(lǐng)域里非常重要的一個部件，??對每個加速器機器來說都是必不可少的�；冢拢校偷闹鹗鴪F流強的方法就是用ＢＰＭ四個感應電極得到的和信號來進行處理。??１⑴１
【參考文獻】

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本文編號：2856968