束流能量是同步輻射光源電子儲(chǔ)存環(huán)的一個(gè)重要參數(shù),它決定了同步輻射的光子光譜分布情況。在光源的實(shí)際運(yùn)行中,束流的真實(shí)能量和設(shè)計(jì)能量肯定或多或少存在差別,準(zhǔn)確測量束流的能量是監(jiān)測和了解光源運(yùn)行情況必不可少的。另外,合肥光源要作為真空紫外至軟X射線光譜范圍內(nèi)的主要輻射源標(biāo)準(zhǔn),這要求儲(chǔ)存電子束能量的測量精度要達(dá)到10-4以滿足對(duì)光譜光子通量的精確計(jì)算。 自旋共振退極化法標(biāo)定束流能量是目前應(yīng)用廣泛的一種能量測量技術(shù),它的測量精度極高,可以達(dá)到10-5～10-4量級(jí),甚至10-6量級(jí)。這種能量測量方法已經(jīng)在歐美的很多同步輻射光源儲(chǔ)存環(huán)和對(duì)撞機(jī)儲(chǔ)存環(huán)上取得成功應(yīng)用,但是在國內(nèi)還沒有一個(gè)加速器實(shí)驗(yàn)室成功應(yīng)用過該項(xiàng)技術(shù)。在本研究課題中,我們將應(yīng)用該項(xiàng)技術(shù)對(duì)中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)國家同步輻射實(shí)驗(yàn)室的合肥光源儲(chǔ)存環(huán)電子束能量進(jìn)行高精度標(biāo)定。 應(yīng)用自旋共振退極化法標(biāo)定束流能量的前提是儲(chǔ)存環(huán)中的束流必須是極化的,由于儲(chǔ)存環(huán)中的輕子束流可以通過發(fā)射自旋反轉(zhuǎn)同步輻射而自發(fā)極化,并且極化時(shí)間常數(shù)通常在束流壽命的時(shí)間尺度之內(nèi),這使得該項(xiàng)測量技術(shù)得以在儲(chǔ)存環(huán)上得到應(yīng)用。然而儲(chǔ)存環(huán)上還可能存在著很多退極化因素,這要求我們對(duì)自旋動(dòng)...

【文章頁數(shù)】：132 頁

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
目錄
第1章 緒論
    1.1 研究對(duì)象和研究任務(wù)
        1.1.1 合肥光源簡介
        1.1.2 本論文的研究任務(wù)及意義
    1.2 研究方法和課題背景
    1.3 論文工作的主要內(nèi)容和成果
        1.3.1 論文工作的主要內(nèi)容
        1.3.2 論文工作的主要成果
第2章 同步輻射與電子自旋極化
    2.1 經(jīng)典同步輻射
        2.1.1 基本回顧
        2.1.2 經(jīng)典同步輻射公式的推導(dǎo)
    2.2 同步輻射的兩個(gè)量子修正
        2.2.1 光子反沖對(duì)電子輻射的影響
        2.2.2 自旋對(duì)電子輻射的影響
    2.3 輻射自旋極化和Sokolov-Ternov公式
    2.4 輻射的退極化作用和Derbenev-Kondrateko-Mane公式
        2.4.1 輻射對(duì)軌道運(yùn)動(dòng)的影響
        2.4.2 輻射自旋擴(kuò)散與Derbenev-Kondrateko-Mane公式
    2.5 輻射極化束的應(yīng)用和極化度的測量
        2.5.1 輻射極化電子束的應(yīng)用
        2.5.2 電子束極化度測量——激光康普頓背散射法
    2.6 小結(jié)
第3章 儲(chǔ)存環(huán)中電子的自旋軌道耦合運(yùn)動(dòng)
    3.1 一般哈密頓形式
        3.1.1 軌道運(yùn)動(dòng)的Lorentz方程
        3.1.2 自旋運(yùn)動(dòng)的Thomas-BMT方程
    3.2 加速器機(jī)器坐標(biāo)系中的哈密頓形式
    3.3 數(shù)值積分(幾何積分法)和正則保辛映射
        3.3.1 數(shù)值積分之幾何積分法
        3.3.2 哈密頓形式與保辛積分
        3.3.3 電子經(jīng)過各種元件的軌道保辛映射
    3.4 電子自旋矢量通過各種元件的映射
        3.4.1 電子軌道運(yùn)動(dòng)精確至一階
        3.4.2 電子自旋運(yùn)動(dòng)的映射
    3.5 本章總結(jié)
第4章 自旋共振
    4.1 電子自旋共振理論
    4.2 環(huán)形加速器中的電子自旋共振
    4.3 輻射極化束平衡極化度的估算
        4.3.1 軌道畸變閉軌的求解
        4.3.2 自旋閉軌
        4.3.3 自旋量子化軸的演算
        4.3.4 自旋軌道耦合矢量的求解
        4.3.5 SLIM算HLS平衡極化度
    4.4 ANPA程序介紹
        4.4.1 ANPA跟蹤研究各種共振軌跡
        4.4.2 人工激勵(lì)自旋共振
        4.4.3 隨機(jī)光子發(fā)射的計(jì)算機(jī)模擬
    4.5 本章總結(jié)
第5章 自旋共振退極化法標(biāo)定電子束能量
    5.1 自旋共振退極化法標(biāo)定束流能量的實(shí)驗(yàn)原理
    5.2 實(shí)驗(yàn)的相關(guān)準(zhǔn)備
        5.2.1 徑向退極化rf交變磁場的產(chǎn)生
        5.2.2 自旋共振退極化信號(hào)的監(jiān)測
        5.2.3 電子Touschek損失信號(hào)的提取
        5.2.4 探測和顯示退極化信號(hào)的軟硬件準(zhǔn)備
    5.3 掃頻激勵(lì)自旋共振退極化法高精度標(biāo)定HLS束流能量
        5.3.1 含糊性問題分析
        5.3.2 能量標(biāo)定結(jié)果和精度分析
        5.3.3 HLS能量穩(wěn)定度及討論
    5.4 本章總結(jié)
第6章 總結(jié)與展望
    6.1 總結(jié)
    6.2 展望
參考文獻(xiàn)
附錄A 輻射場光子的描述方式
附錄B 電子自旋的相關(guān)描述
    B.1 自旋算符、自旋態(tài)和經(jīng)典自旋矢量
    B.2 運(yùn)動(dòng)方程的量子形式和經(jīng)典形式
    B.3 自旋量子化及本征矢
    B.4 自旋沿量子化軸的進(jìn)動(dòng)
    B.5 旋轉(zhuǎn)變換(SU(2)對(duì)φ的變換；SO(3)對(duì)S的變換)
    B.6 極化密度矩陣ρ和束流極化矢量P
致謝
在讀期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文與取得的研究成果



本文編號(hào)：3785742