本文關(guān)鍵詞：上海光源插入件效應(yīng)研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

《中國科學(xué)院研究生院(上海應(yīng)用物理研究所)》 2015年

上海光源插入件效應(yīng)研究

張慶磊  

【摘要】：大量使用波蕩器和扭擺器,即插入件,是第三代同步輻射光源的重要特點(diǎn)之一。插入件不但可以為用戶提供高亮度的同步輻射,還可以通過插入件參數(shù)的不同設(shè)置,實(shí)現(xiàn)同步輻射能譜和極化模式的調(diào)節(jié),這些都是傳統(tǒng)的彎鐵發(fā)光模式所不能比擬的。然而,插入件的引入可能會(huì)對(duì)束流造成一些不良影響,包括閉軌擾動(dòng)、線性光學(xué)畸變、動(dòng)力學(xué)孔徑縮小、發(fā)射度增長(zhǎng),等等。尤其是大量插入件同時(shí)運(yùn)行時(shí),不同插入件的作用疊加在一起,將對(duì)束流品質(zhì)造成嚴(yán)重?fù)p害。上海光源是世界上性能先進(jìn)的第三代中能光源之一,自2009年對(duì)用戶開放以來,已先后有10臺(tái)插入件投入正式運(yùn)行。插入件的類型包括了常溫永磁扭擺器、真空內(nèi)波蕩器(IVU)、橢圓極化波蕩器(EPU),以及低溫永磁波蕩器(CPMU)。插入件的布局包括常規(guī)的放置于直線節(jié)中部的布局和雙斜插入件布局(Dual Canted Insertion Device),以及并排雙插入件布局(DEPU)。在接下來的后續(xù)束線工程中,更多的插入件將被安裝到儲(chǔ)存環(huán)中,包括超高磁場(chǎng)的超導(dǎo)扭擺器(Superconducting Wiggler)、結(jié)構(gòu)復(fù)雜的橢圓極化波蕩器(APPLE-Knot),等等。這對(duì)上海光源的性能和穩(wěn)定運(yùn)行提出了嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。插入件效應(yīng)的研究是一個(gè)非常緊迫、且具有現(xiàn)實(shí)意義的課題,包括對(duì)束流動(dòng)力學(xué)不良影響的分析,相應(yīng)補(bǔ)償手段的設(shè)計(jì),以及對(duì)束流品質(zhì)改善作用的研究。本文對(duì)此開展了一些工作。首先,對(duì)插入件的束流動(dòng)力學(xué)效應(yīng)進(jìn)行了理論探討,并歸納和發(fā)展了一些用于評(píng)估插入件效應(yīng)的公式;對(duì)已安裝的插入件進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)觀測(cè),并結(jié)合理論計(jì)算結(jié)果進(jìn)行了分析;探討了抑制不良影響的補(bǔ)償方法,并在實(shí)驗(yàn)中進(jìn)行了驗(yàn)證。然后,基于數(shù)值模擬技術(shù),發(fā)展了一種插入件的早期評(píng)估方法,并進(jìn)行了檢驗(yàn);利用該方法分析了超導(dǎo)扭擺器的影響,設(shè)計(jì)了補(bǔ)償方案并對(duì)其效果進(jìn)行了模擬評(píng)估;分析了用魯賓遜扭擺器(Robinson Wiggler)降低上海光源束流發(fā)射度的方案,并進(jìn)行了模擬驗(yàn)證。最后,介紹了一種基于三維磁場(chǎng)數(shù)據(jù)的后期評(píng)估方法,并用于即將安裝的APPLE-Knot結(jié)構(gòu)插入件的研究;分析了其不同運(yùn)行模式下的動(dòng)力學(xué)表現(xiàn),根據(jù)其特點(diǎn)進(jìn)行了多極場(chǎng)補(bǔ)償方案設(shè)計(jì),并進(jìn)行了模擬驗(yàn)證�；谏虾９庠磳�(shí)際情況,本文采用理論分析、模擬評(píng)估和實(shí)驗(yàn)的方法,根據(jù)不同階段的不同條件,開展了插入件效應(yīng)的研究工作,為保持上海光源的穩(wěn)定運(yùn)行做出了一些有益的工作。

【關(guān)鍵詞】：
【學(xué)位授予單位】：中國科學(xué)院研究生院(上海應(yīng)用物理研究所)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：O572
【目錄】：

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