加速器束团长度测量

随着技术的不断发展,近年来出现了多种加速器束团长度的测量方法,主要有条纹相机测量、迈克尔逊干涉仪测量、电光晶体测量、耦合束流频谱测量等。本文综合介绍了这些方法,并指出各种方法都有自己的优缺点及适用范围。目前国际上各大型加速器实验室普遍采用的是条纹相机测量方法,对于自由电子激光等超短束团一般都是采用光学技术、频域方法测量,有些测量法的分辨率可达到飞秒级,提供了具有更高空间分辨率、更高时间分辨率的强有力研究手段。     

Injection transient study using a two-frequency bunch length measurement system at the SSRF

The bunch length can be measured by comparison of two frequency components of a synchrotron beam signal.An online bunch length measurement system has been implemented based on this method.Working frequencies of 3 GHz and 500 MHz were selected,and the raw data was acquired by digital oscilloscope and was resampled and analyzed using the MATLAB software platform at bunch-by-bunch rate.The constructed system was employed to study the bunch length synchronous oscillation phenomenon during injection.The beam experiments demonstrated a time resolution of less than 0.5 ps.     

SDUV-FEL装置上利用电光频谱解码法测量束团长度实验设计与仿真

电子束团纵向长度是束流诊断中的重要参数,电光频谱解码法(Electro-Optical Spectral Decoding,EOSD)是为数不多的可进行单发测量的高时间分辨率测量方法。本文基于上海深紫外自由电子激光装置(Shanghai Deep Ultraviolet Free Electron Laser,SDUV-FEL)设计了一套电光频谱解码法测量束团长度实验方案。通过采用针尖粗同步和可调的光栅展宽器可实现长度在1-10 ps内变化的束团无损测量。通过对电光调制过程及其后探测的仿真研究表明,选用0.5 mm厚的Zn Te晶体在距离束流中心3-5 mm处测量时,时间分辨率最高可达180 fs(Root Mean Square,RMS),信号展宽在3%以内,测量的电场形状无可观测畸变,满足SDUV-FEL的实验需求。     

Improvement on a Michelson interferometer for bunch length measurement of a femtosecond accelerator

Based on the femtosecond accelerator facility at Shanghai Institute of Applied Physics (SINAP),a conventional far-infrared Michelson interferometer was built to measure the bunch length by means of optical autocorrelation.However,according to the preliminary experiment result,the resolution of interferometer is not good enough,because the mirror-driving mechanism makes the moving mirror tend to tilt or wobble as it retards.Considering of the allowable errors,we calculate the maximum allowable titling angle of the moving mirror,and discuss the alignment plan in this paper.     

加速器束团长度频谱法测量系统设计

主要介绍一种基于束流频谱的柬团长度测量系统的设计,它通过拾取条带上的束流频谱,分析得到束团频谱中的两个频率成分的幅度比,从而求出束团长度.整个系统结构类似数字位置探测器(DBPM),采用软件无线电的技术,利用高速高精度ADC直接中频带通采样,以省掉一部分模拟器件,减少模拟部分带来的误差.这种柬团长度测量系统最大的好处就是可以在线实时的测量束团长度,为加速器研究提供重要的参考.     

用于CSNS反角白光中子能谱及注量率测量的快裂变室

即将建成的中国散裂中子源(China Spallation Neutron Source,CSNS)反角白光中子束线可为核数据测量提供高注量率的脉冲白光中子束流,填补我国核数据测量用白光中子源的空白,提高我国核数据测量水平,满足核能、核技术及基础核物理研究对核数据的需求。该束线建成后,其中子能谱及注量率的精确测量将是开展其它物理实验的基础,快裂变电离室因其独特优点被选为中子能谱和注量率测量探测器。通过实验研究了快裂变电离室的粒子分辨性能、时间分辨性能;确定阴、阳极的合理间距为10 mm,据此测得电离室的时间分辨约15 ns;利用235U样品量计算的探测效率与利用伴随粒子法给出的探测效率在不确定度范围内符合,因此可以标定快裂变室的探测效率。通过这些工作,完成了满足反角白光中子束能谱及注量率测量需求的快裂变室的物理设计。