合肥光源高次諧波腔控制系統(tǒng)開發(fā)及相關應用研究
發(fā)布時間：2021-01-12 11:27
在合肥光源重大維修改造期間,儲存環(huán)上安裝了一臺被動式四次諧波腔（4th harmonic cavity,以下也稱為高次諧波腔,High Harmonic Cavity,HHC）,用于改善托歇克（Touschek）壽命以及抑制束團的不穩(wěn)定性。該腔由其制造商提供的模擬控制模塊監(jiān)測和控制,但是這一控制模式不能滿足合肥光源的調試和運行的需求。我們在高次諧波腔模擬控制模塊基礎上,結合合肥光源控制系統(tǒng),開發(fā)了基于EPICS的控制系統(tǒng),實現了腔壓調節(jié)和反饋。并利用該系統(tǒng)進行了 一些相關應用研究。本論文首先介紹了電子在儲存環(huán)中的縱向運動。相關運動方程對于理解電子在縱向相空間的行為至關重要,也是研究高次諧波腔的物理基礎。能量增益和損失是決定電子束在相空間的分布的重要因素。通過調節(jié)高次諧波腔與主高頻腔的相對相位和腔壓比,可以在縱向拉伸或者縮短電子束團。拉伸后的束團具有較小的Touschek效應,可提高束流壽命。其次對合肥光源高次諧波腔遠程控制系統(tǒng)進行了全面介紹,詳細介紹了高次諧波腔遠程控制的軟、硬件開發(fā)過程,包括各設備選型、接線方式與底層控制程序編寫、EPICS IOC數據庫開發(fā)、人機控制界面開發(fā)等。最后...
【文章來源】：中國科學技術大學安徽省 211工程院校 985工程院校
【文章頁數】：70 頁
【學位級別】：碩士
【部分圖文】：
圖１．１?ＨＬＳ－ＩＩ布局示意圖??
到８１９．６ＭＨｚ。在束流出口位置安裝了具有較大電損耗的陶瓷材料束流管套，能??夠吸收大于管道截止頻率的高次模，從而可有效避免耦合束團振蕩引起的亮度減??弱。圖１．２位合肥光源高次諧波腔的實物照片。??Ｊｋ：．：???－ｒ￣?，?…：’今??ｉｔ?？??議，?／?（－丨丨＃?■??｜ｋ?ｔ?ｊ??圖１．２合肥光源高次諧波腔??１．３?國內外高次諧波腔應用現狀??進入２１世紀以來，同步輻射光源己歷經三代發(fā)展，并朝著亮度更高、穩(wěn)定??性更好的高品質光源方向繼續(xù)發(fā)展。相比前兩代光源，第三代光源安裝了大量插??入元件（如扭擺磁鐵、波蕩器等），能夠產生發(fā)射度極小、亮度極高，可用于高??４??
?ｃｏｕｐｌｅｒ?Ａｂｓｏｒｂｅｒ??圖１．３?ＡＰＳ－Ｕ高次諧波腔結構圖??圖１．３為諧波腔的結構圖。外部容器可為單個主頻為１．４?ＧＨｚ超導腔提供??４．５Ｋ的液氮，兩個射頻功率耦合器分別安裝在腔體兩側。真空管道的兩側安裝??了常溫水冷高次模吸收器，其中左側開口直徑為１０?ｃｍ，用于保留主模（１．４?ＧＨｚ，），??右側開口較小，用于吸收束流管道中的有害高次模。被動式高次諧波腔由環(huán)內束??流激勵，無需額外功率源，其兩個分立式開關旋鈕控制著兩種工作模式：慢頻調??諧桿（ｓｌｏｗ?ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ?ｔｕｎｅｒ）和可調功率親合器（ａｄｊｕｓｔａｂｌｅ?ＲＦ?ｐｏｗｅｒ?ｃｏｕｐｌｅｒ），從而??保證腔壓和相位可由可變頻率和負載Ｑ分別調節(jié)。??１．４?論文的主要內容與安排??本論文主要開展了以下幾個方面的研宄工作：為實現合肥光源髙次諧波腔腔??壓遠程控制，開發(fā)了一套基于ＥＰＩＣＳ的高次諧波腔腔壓控制系統(tǒng)：在合肥光源??高次諧波腔遠程控制的基礎上，開發(fā)了基于數字ＰＩＤ的高次諧波腔腔壓反饋系統(tǒng)；??最后利用高次諧波腔進行了初步應用研宄。??基于以上研究內容
【參考文獻】：
期刊論文
[1]Improving Touschek lifetime and synchrotron frequency spread by passive harmonic cavity in the storage ring of SSRF[J]. Thanapong Phimsen,Bo-Cheng Jiang,Hong-Tao Hou,Shun-Qiang Tian,Man-Zhou Zhang,Qing-Lei Zhang,Zhen-Tang Zhao. Nuclear Science and Techniques. 2017(08)
[2]Calculations of operating schemes for a passive harmonic cavity in HLS-Ⅱ[J]. 樊浩,吳叢鳳,劉廣超. 中國物理C. 2012(09)
[3]利用約束線性最小二乘法實現合肥光源束流閉軌全環(huán)校正和反饋[J]. 宣科,王琳,李川,李為民,王季剛,鮑循,徐宏亮,劉功發(fā),劉祖平. 強激光與粒子束. 2010(01)
[4]Design of a higher harmonic cavity for the SSRF storage ring[J]. 馬廣明,趙振堂,劉建飛. 中國物理C. 2008(04)
博士論文
[1]HLS-Ⅱ基于物理量控制系統(tǒng)及相關應用研究[D]. 宣科.中國科學技術大學 2015
本文編號：2972768
【文章來源】：中國科學技術大學安徽省 211工程院校 985工程院校
【文章頁數】：70 頁
【學位級別】：碩士
【部分圖文】：
圖１．１?ＨＬＳ－ＩＩ布局示意圖??
到８１９．６ＭＨｚ。在束流出口位置安裝了具有較大電損耗的陶瓷材料束流管套，能??夠吸收大于管道截止頻率的高次模，從而可有效避免耦合束團振蕩引起的亮度減??弱。圖１．２位合肥光源高次諧波腔的實物照片。??Ｊｋ：．：???－ｒ￣?，?…：’今??ｉｔ?？??議，?／?（－丨丨＃?■??｜ｋ?ｔ?ｊ??圖１．２合肥光源高次諧波腔??１．３?國內外高次諧波腔應用現狀??進入２１世紀以來，同步輻射光源己歷經三代發(fā)展，并朝著亮度更高、穩(wěn)定??性更好的高品質光源方向繼續(xù)發(fā)展。相比前兩代光源，第三代光源安裝了大量插??入元件（如扭擺磁鐵、波蕩器等），能夠產生發(fā)射度極小、亮度極高，可用于高??４??
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【參考文獻】：
期刊論文
[1]Improving Touschek lifetime and synchrotron frequency spread by passive harmonic cavity in the storage ring of SSRF[J]. Thanapong Phimsen,Bo-Cheng Jiang,Hong-Tao Hou,Shun-Qiang Tian,Man-Zhou Zhang,Qing-Lei Zhang,Zhen-Tang Zhao. Nuclear Science and Techniques. 2017(08)
[2]Calculations of operating schemes for a passive harmonic cavity in HLS-Ⅱ[J]. 樊浩,吳叢鳳,劉廣超. 中國物理C. 2012(09)
[3]利用約束線性最小二乘法實現合肥光源束流閉軌全環(huán)校正和反饋[J]. 宣科,王琳,李川,李為民,王季剛,鮑循,徐宏亮,劉功發(fā),劉祖平. 強激光與粒子束. 2010(01)
[4]Design of a higher harmonic cavity for the SSRF storage ring[J]. 馬廣明,趙振堂,劉建飛. 中國物理C. 2008(04)
博士論文
[1]HLS-Ⅱ基于物理量控制系統(tǒng)及相關應用研究[D]. 宣科.中國科學技術大學 2015
本文編號：2972768
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