合肥光源束流输运线线性光学参数设计研究

合肥光源由800MeV电子储存环、200MeV直线加速器和束流输运线组成。束流输运线线性光学参数是影响束流传输效率和储存环注入效率的关键因素。在分析合肥光源现束流输运线性能基础上,重新优化设计输运线聚焦结构。新设计在改善输运线与储存环之间Twiss参数和色散函数匹配基础上,更好地控制传输过程中束流包络,并减轻了开关磁铁幅度抖动对传输束流末态位置的影响。通过优化光学参数设计,束流传输效率将明显改善,同时参数匹配将有利于提高储存环注入效率。并且,新设计中的主磁铁磁场强度较低,输运线具备传输800MeV束流的能力。     

合肥光源高精度设备控制器的研制及应用

合肥光源高精度设备控制器主要用来控制储存环主磁铁电源、分析铁电源和超导Wiggler电源(主电源和补偿电源)。文章以超导Wiggler补偿电源设备控制器为例,介绍了合肥光源高精度设备控制器的设计思想及软硬件设计过程,并给出了超导Wiggler补偿电源设备控制器的良好应用效果。     

HLS脉冲四极磁铁注入方法设计与研究

介绍了一种采用脉冲四极磁铁实现储存环束流注入的新方法.通过物理计算和注入过程数值模拟研究,确定了储存环上安装脉冲四极磁铁的位置和强度,并通过模拟计算评估了注入过程中注入束流存活效率和对储存束流的影响,证明了在合肥光源采用脉冲四极磁铁完成束流注入过程的可行性.     

上海同步辐射光源工作点稳定性研究

上海同步辐射光源（SSRF）是一台第3代高性能同步辐射装置,已稳定运行超过10年。储存环的线性光学模型稳定是光源稳定运行的基础。工作点反馈系统可实时地校正工作点,并间接地以降维的方式反馈难以在线测量到的线性光学函数。工作点反馈系统在SSRF的稳定运行验证了此方法的可行性,该反馈系统不仅使得工作点稳定度显著提升,也使得束流发射度、注入效率以及束流寿命等重要参数的稳定度得到大幅提升。衍射极限储存环光源是现阶段被广泛研究和建设的新一代同步辐射光源,工作点反馈系统也将发挥更重要的作用。本文分析电子储存环线性光学函数和工作点的稳定性,回顾SSRF工作点反馈系统的实际运行情况,介绍工作点反馈系统在SSRF衍射极限环lattice（SSRF-U）的模拟。工作点反馈在SSRF的实际运行情况和在SSRF-U的模拟结果显示,该系统可将工作点稳定在±0.001范围内,可满足储存环光源稳定运行和线性差耦合共振圆束斑模式对工作点稳定度的需求。     

HLS脉冲八极磁铁注入方案设计与研究

脉冲多极磁铁注入方法是近年来储存环上新兴的一种束流注入方案,具有注入元件少和对储存束流扰动小等优点。本文研究了在合肥光源(Hefei Light Source,HLS)上储存环采用单块脉冲八极磁铁实现束流注入的设计方案。通过物理过程推导和计算,在储存环上选择合适的八极磁铁的安装位置,初步确定相应的磁铁参数。对注入过程进行跟踪模拟,结果验证了注入束流的存活效率较高,对于储存束流的扰动比脉冲四极磁铁和脉冲六极磁铁注入方法更小,证明了在HLS上采用单块脉冲八极磁铁完成注入过程是可行的。     

数字束流位置处理器在合肥光源束流诊断中的应用

数字束流位置处理器Libera可直接用于测量宽带束流位置信号,在束流参数测量与诊断中得到广泛应用。本工作利用Libera在合肥光源储存环上完成了工作点、相空间和横向振荡阻尼时间常数等的测量,并给出测量结果。     

6T超导扭摆磁铁的特殊准直问题

采用新思想、新结构、新工艺设计和加工超导扭摆磁铁，并在安装过程中确保磁体的准直，实现了磁体的磁中心水平面与束流真空管的中心水平面的重合。对超导扭摆磁铁准直的误差和精度进行了分析。     

合肥光源储存环工作点测量系统设计

为适应合肥光源储存环工作点测量的需要,设计了基于Zynq的工作点测量系统。该测量系统由前端电子学、FPGA、ARM和上位机构成,系统结构紧凑,成本较低,功能丰富,可在线编程满足不同机器研究实验的需求。论文论述了参数化白噪声信号和扫频信号的产生以及相应的信号处理过程。在线实验结果表明,工作点在扫频激励模式下,水平和垂直方向的统计分辨率分别为0.0006/0.0001,白噪声激励模式下,水平和垂直方向的统计分辨率分别为0.0007/0.0036。系统进一步改进,还可测量同步振荡阻尼时间、色品等,为合肥光源存储环提供更丰富的束流测量手段。     

电子储存环扭摆磁铁效应的一种补偿方法

本文介绍BEPC储存环插入一块高场水平扭摆磁铁情况下一种可能的补偿方法。利用位于扭摆磁铁附近消失差区域中的由独立电源供电的四块四极磁铁,按Twiss参量重新匹配的要求改变其强度,在扭摆磁铁和四块四极磁铁所在区域及其以外区域,均可获得Twiss参量补偿的满意结果。     

合肥光源储存环控制系统

合肥光源储存环控制系统是一个基于EPICS(Experiment Physics and Industrial Control System)的分布式控制系统,本文首先描述其硬件结构、软件设计,然后重点介绍束流慢加速、束流闭轨校正、机器状态在线查询、数据存档及历史数据查询等应用软件的开发。运行结果表明,合肥光源储存环控制系统很好地满足了机器运行和机器研究的需要。     

合肥光源注入过程中束流负载效应和束流强度限制

根据储存环高频系统束流负载理论，研究计算了合肥光源注入过程中高频系统的大失谐角工作模式和调谐工作模式。综合考虑两种模式利弊，给出了更为灵活的注入模式。对于合肥光源，只要新高频系统参数设置合理，束流可顺利注入积累到设计值300mA以上。     

Low emittance lattice design with Robinson wiggler in the arc section

Beam emittance reduction is an effective method to increase the brightness of a synchrotron light source.Robinson wiggler can play a role in the beam emittance reduction by increasing the horizontal damping partition number.A replacement of the quadrupoles in the arc section with short combined function dipoles will construct a single-periodic Robinson wiggler in the SSRF storage ring.This scheme provides a lower beam emittance,without occupying any straight section.Detailed analysis is presented in this paper.     

HLS储存环慢加速过程的软件控制研究

合肥同步辐射光源(Hefei light source,HLS)电子储存环为非满能量注入,束流以200MeV的能量注入到储存环内。当积累到一定流强后,要进行慢加速(Ramping)。本文首先介绍慢加速过程控制的原理和方法,然后介绍如何采用Elegant软件建立储存环的物理模型。对于横向运动,根据慢加速过程中工作点、色品等的变化对Lattice参数进行调整;对于纵向运行,对慢加速步长和高频系统进行调整。     

Effects of insertion device on SSRF storage ring

Shanghai Synchrotron Radiation Facility （SSP.F）, one of the third generation light sources, aims to produce high brightness and/or high flux X-ray source for users; therefore insertion devices （IDs） are important magnetic elements for SSRF. In this paper, the linear perturbations due to IDs toward its storage ring lattice, such as beta function distortions, tune shifts, emittance growths, and energy spreads are estimated by using analytical formulae, and the nonlinear effects from IDs, especially dynamic aperture, are simulated by using Racetrack code. The results show that （a） the reduction of dynamic aperture from single undulator is negligible, since electron beam energy of 3.5 GeV is high and ID＇s magnetic field is low, and the beta functions in the middle of straight sections, where ID is located, are well optimized; Co） however, the reduction from single wigglers, especially super-conducting wiggler, is visible, because of its higher magnetic field; （c） effects of each ID on emittance growths and energy spreads are less than 7%.     

合肥光源新型数字校正铁电源系统

储存环校正铁电源系统的稳定性是进行同步辐射光源束流轨道校正的重要前提。本文描述了新的校正铁数字控制电源系统硬件结构、软件设计及调试结果,其中,重点介绍了数字化控制器的硬件结构和软件工作流程。数字化控制器包括DSP卡和ADC卡,采用了DSP和FPGA作为控制核心,通过光纤与远程IOC进行实时通讯,通过本地PC机串行口可设置电源回路参数。运行结果表明,新的数字控制开关电源系统很好地满足了轨道稳定性对其的要求。     

辐射场监测在合肥光源中的应用研究

合肥光源于近期完成了重大升级改造,对电子加速器和储存环的结构进行了重新调整,同时升级了辐射监测系统和束流损失监测系统。除了具备基本的机器保护与人员安全防护功能以外,通过加入时间信息、位置信息和加速器运行参数信息,新监测系统还具有一定的机器诊断能力,对加速器的调机和维护有辅助作用,同时也加深了对辐射源项的了解,对优化防护措施有指导意义。     

Development of a tune knob for lattice adjustment in the HLS-II storage ring

The betatron tune is an important parameter in a storage ring to enable stable operation. A tune adjustment tool with a small impact on the beam dynamics is useful for user operation and machine studies. Therefore, a tune knob is developed for the Hefei light source-II(HLS-II) storage ring. Owing to the compactness of the storage ring, a global adjustment mechanism is adopted. To reduce the impact on beam injection, only quadrupole families outside the injection section are used by the tune knob, and the b functions of the injection section remain unchanged. A code is developed based on the accelerator simulation software, MAD-X, to calculate the adjustment of the quadrupole strengths. The accelerator toolbox is used to double check the accuracy of the tune knob. Online measurement of the tune knob is also performed. The result shows that the tune knob works well when the tune is adjusted in a specific range. Betatron coupling measurement is also carried out, showing an application of the tune knob on machine studies. In this paper, the development of the tune knob and its experimental results in the HLS-II storage ring are reported in detail.     

Vacuum protection system using an interlocked fast-closing valvefor a high-power wiggler beam line

The finite-element method was used to calculate a rise in temperature at a fast-closing valve (FCV) blade during exposure to intense synchrotron radiation from a 53-pole wiggler at the 2.5-GeV Photon Factory storage ring. The results indicate a possible meltdown of the titanium-alloy blade within 0.1 s at a maximum beam current of 500 mA, making the vacuum protection function of the FCV ineffective for an instantaneous vacuum failure downstream of the wiggler beam line. In order to prevent the blade from melting, the FCV control system has been interlocked with RF klystrons so as to initiate blade closure after dumping the electron beam by turning off the RF power. Performance tests have shown that the system could dump the electron beam within 95 μs and then close the blade within 12.4 ms after being triggered