基于拉伸线法的振荡器型THz-FEL波荡器积分场测量

为精确、快速测量波荡器磁场积分,研制了一套基于拉伸线法的测磁系统。该系统采用Agilent 3458A八位半数字万用表实现微电压信号采集,使用Kohzu高精度位移平台实现拉伸线的精确同步移动,测量软件平台采用Lab VIEW实现。使用测磁系统在一台7周期混合永磁型波荡器样机上进行了测量实验,结果同霍尔探头点测吻合,一次积分和二次积分的重复测量精度分别优于2.5?10?6 T·m和2.5?10?6 T·m2。该系统将用于华中科技大学在研的一套紧凑型THz波段自由电子激光装置中波荡器磁场测量。     

上海软X射线装置中纯永磁移相器的积分场垫补

X射线自由电子激光(Free-electron Laser,FEL)达到饱和功率输出时所需要的波荡器总长度为数十米甚至上百米,目前国内外研制的波荡器只能分段加工,且每段长度一般在5 m以内。为了保证两相邻波荡器间辐射光的相位相互匹配,通用的设计是在相邻波荡器之间增加移相器。移相器的加入不应对电子束流产生影响,其产生的磁场沿束流方向的一二次积分必须达到技术要求。由于移相器较短,二次积分较小,可不予考虑。在不考虑永磁块非线性的基础上,导出了纯永磁移相器的磁场一次积分以及调整移相器中某些磁化块的高度和倾斜角度产生的磁场一次积分变化量的解析表达式。利用这种方法对上海软X射线自由电子激光装置中的5台移相器做积分场垫补,使得每台移相器的磁场一次积分在好场区内都小于20 Gs·cm,满足工程设计要求。     

PSD位置测量系统在波荡器磁场测量中的应用

位置敏感探测器(Position Sensitive Detector,PSD)是一种基于横向光电效应(x和y方向)的光电位置敏感器件,可直接探测到入射光斑的能量中心位置,在波荡器磁测中可用于获得霍尔探头测量过程中的横向位置变化。为了在狭小或封闭空间内实现对波荡器(尤其是真空内波荡器)磁场进行高精度的测量,我们设计并搭建了测试系统,对导轨直线度(x和y方向)进行了测量。实验结果表明,该位置测量系统具有5μm的测量精度,可以满足霍尔探头在波荡器磁测过程中的位置精度要求。     

SSRF波荡器的渡越辐射特性研究

通过解析分析和数值模拟计算,对上海同步辐射装置(SSRF)波荡器U9.0在红外及远红外波段(波长范围8200μm)的渡越辐射谱通量密度角分布、亮度等特性进行了研究,并探讨了电子束发射度、能量散度及波荡器磁场误差对渡越辐射谱亮度的影响。结果表明,SSRF U9.0的红外及远红外渡越辐射通量密度最高可达351013Photons/(smrad2BW),收集角φ=0.23mrad,且通量密度随电子上的发射度、能散和波荡器磁场误差等的变化很小。     

Correction of integrated multipoles of five IDs in SSRF

Five of the seven Phase I beamlines of Shanghai Synchrotron Radiation Facility (SSRF) are based on insertion devices (IDs), which include two wigglers, one elliptically polarized undulator (EPU), and two in-vacuum undulators. There were some inevitable field integral errors in manufacturing the IDs, and these would affect performance of the storage ring. The integrated multipoles were corrected by using the magic fingers technique. In this paper, we report the correction method based on the simulated-annealing algorithm. The results show that the integrated multipole components were corrected to meet the design specifications.     

上海光源BL19U-canted光束线布局及运行

上海光源在BL19U波荡器直线节首次建成了canted光束线。由于canted双线的水平夹角仅为6 mrad,在束线光学元件的空间布局上非常紧张。顺序错开放置、共用真空腔体以及采用偏转镜是canted光束线布局的主要方式。本文主要讨论了上海光源canted光束线在白光狭缝、单色器以及偏转镜等关键部件进行束线布局时的设计方案和指标。BL19U-canted光束线机械系统自2015年初开放运行以来,已经稳定运行超过6 000 h。     

上海光源新型波荡器EPU200磁结构的机械设计及力学分析

跟据用户的实验要求,本项目为上海光源中产生低轴功率密度的同步辐射光设计了新型波荡器EPU200(Elliptically Polarized Undulator)。EPU200是首台拥有8排磁化块、可以产生椭圆极化辐射并降低轴功率密度的纯永磁波荡器。其8排磁排列安装在4根铝梁上,每个磁化块固定件上安装两块磁化块,其磁结构的机械结构和安装十分复杂。磁结构对波荡器的品质有很大影响,首先设计EPU200的磁结构的机械结构,根据磁化块的排列通过Radia程序计算出磁化块的最大受力,并通过ANSYS Workbench对磁结构进行力学分析,得出该结构中磁化块的位置变形量,从而验证该机械结构的可行性。     

模拟退火算法搜索优化布料方案的机理及效率

利用自行构造的已枚举所有布料方案并完成方案评价的压水堆布料优化基准问题,对应用较为普遍的以组件随机两两交换方式进行解域搜索的模拟退火算法进行了研究,揭示了算法的物理机理,并首次定量给出了算法的搜索效率.研究还表明,用组件十字平均k∞分布的约束来过滤非可行解十分有效,结合模拟退火算法使用可获得很高的搜索效率.     

SSRF 150 MeV直线加速器的能量稳定系统设计及仿真

注入束流的能量稳定性和能散度对电子储存环的性能影响很大,通过从SSRF(上海同步辐射装置)上采集数据,研究了直线加速器的能量稳定性,结合国内外相关经验及150 MeV直线加速器自身特点,设计了直线加速器的能量稳定系统方案,利用增强器低能输运线上BPM(beam position monitor)信号进行能量反馈,通过模糊控制器调节速调管输出相位,将束流能量稳定在期望值±0.2%内。用Matlab中Simulink动态链接库建立RF系统模型,进行了系统仿真,仿真结果表明该系统可以较好地抑制能量的长期漂移。     

显微成像测量精密狭缝的重复精度

上海光源(SSRF)光束线站上使用的精密光学狭缝要求重复精度小于1μm,在精密狭缝安装到光束线站前需要在线或者离线对其进行重复精度测量。提出了基于高分辨率CCD和高倍率镜头的机器视觉测量系统,设计出一种图像多级滤波的数据处理方法,从而实现了精密光学狭缝重复精度的测量。测量之前,通过测量系统对光学分辨率板标准小孔采集图像,完成了高倍率放大镜头倍率标定。利用代数均值滤波、统计中值滤波、最小均方误差滤波有效降低图像随机噪声。提出将狭缝图像二值化,并将狭缝刀片移动前后两帧二值图像差值,从而得到狭缝的重复精度。该系统的测量分辨率达到0.3μm。结果表明,该测量系统能够满足精密狭缝的重复精度的测量。     

原位X射线荧光测井井液的影响与校正

本文研究原位X射线荧光测井探测中探测装置与井壁间井液厚度变化对测量结果的影响,通过对测量谱线特征参数的获取提出了一种新的井液校正方法.实验结果表明,这是一种对高含量样品有效、快速、实用的校正方法,校正后目标元素特征X射线峰峰面积与实测没有井液干扰时的峰面积的偏差小于5%.     

基于FPGA和ARM的控制器设计及在快联锁保护系统中的应用

联锁保护系统是上海光源为保护重要设备而设置的控制子系统,快联锁保护系统是其中一部分,其联锁响应时间要小于1ms。本文介绍了一种基于FPGA和ARM的快联锁保护系统的实现方案,该方案利用ARM软件功能强及FPGA逻辑处理灵活和IO资源丰富的特点实现快联锁的功能。本文简要介绍了系统的设计方案和硬件结构,及该控制器的测试结果。     

The effects of the annealing time on helium implantation in Si

The modifications induced in silicon samples by helium implantation before and after isothermal annealing at 673 K have been investigated. The surface morphology has been detected by atomic force microscopy. A hillock structure is observed on the sample surface before and after annealing for 5-10 min. Surface blister formation is observed with an increasing annealing time. The variation of crystal damage with annealing time has been investigated by Rutherford backscattering/channeling. The intensity of the damage peak first increases with annealing time, reaches maximum at an annealing time of 60 min and then decreases. Helium-induced bubbles and residual defects have been observed by transmission electron microscopy, which shows that dislocations are close to the bubbles.     

An expanded radiocarbon age calibration procedure to correct for the marine reservoir effect in mixed marine and terrestrial samples

Recently, the importance of statistical and probabilistic analysis to derive accurate ¹⁴C data has been recognized. This paper discusses a ¹⁴C calibration procedure to correct marine reservoir effect using the marine source contribution estimated as a probability distribution. In addition, we also developed the marine source estimation with δ¹³C and δ¹⁵N for the ¹⁴C calibration in order to cover a complex mixture of terrestrial and marine carbon such as a human. In our calibration procedure, the ¹⁴C date is weighted with the probability distribution of marine source contribution and the calibrated date depended on the marine ¹⁴C intake can be evaluated. The age range calibrated by our procedure can be also reduced more than by conventional calibration methods. We illustrated the character of our calibration procedure by the example of human bones found from the archaeological shell mounds in Japan.