皮秒和飞秒直线加速器的准直测量方案比较

皮秒直线加速器主要利用测微准直望远镜进行准直,而飞秒直线加速器主要用激光跟踪仪进行准直,从两种方案精度、效率及费用的比较中,可以看出激光跟踪仪测量技术的优点.     

国家同步辐射实验室储存环中Q铁水平位移的准直与校正研究

Q铁（四极铁）在同步加速器或储存环中担任聚焦元件，如果它们的横向位置偏离了设计值，加速器将产生束流轨道的畸变。本工作主要研究在通过平面网测量获得各Q铁的水平位置偏移时，通过轨道的拟合，使需要调节的Q铁数量和径向位移调节量尽量小的一种方法，在储存环的位移准直监测和调整方面具有实际意义。     

超流氦低温恒温器冷质量准直调节及低温变形分析

为满足超导射频腔及超导磁体低温下的加速器准直精度要求,对超流氦低温恒温器冷质量的准直调节方案进行分析。通过对冷质量的低温位移进行有限元模拟计算,获得其在2 K超流氦温区的位移变形量,利用拉伸丝型位移监测仪（WPM）在线测量数据来验证模拟分析方法。结果表明,模拟值与测量值具有较好的一致性,为底部支撑型式低温恒温器的准直调节方案设计提供了重要的数据基础。     

120MeV电子直线加速器束流准直研究

120 MeV电子直线加速器对于束流发射度有较高的要求,传统的光学准直难以满足需求。本文研究采用基于在线束流准直方法(Beam Based Alignment,BBA)以实现精度更高的准直,获得更好的束流性能。根据加速器结构配置情况,使用消色散校正法(Dispersion-free Steering Algorithm,DFS),对加速器束流匹配传输段在不同束流抖动情况下进行模拟计算。计算结果表明,DFS算法对于120 MeV电子直线加速器装置的束流准直应用效果良好。     

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。     

粒子加速器设备标定中基准面引出研究

在粒子加速器设备标定中,如丝靶、剥离膜等设备需采用光学仪器间接测量其中一些运动机构相对于标定基准的偏差,这时需将激光跟踪仪测量的标定基准进行引出,提供用于光学仪器定位的参考点。本文对采用激光跟踪仪进行基准面引出时的误差及其影响进行了分析,通过约束水平拟合及合理选择放样参考点的方法,能有效减小误差的影响。这种方法可提高准直的精度,能为实际工作中类似设备的标定提供指导,保障加速器设备的顺利安装,在加速器准直测量中具有重要意义。     

穿透型金刚石X射线位置灵敏探测器及其在同步辐射光束线上的应用

X射线位置灵敏探测器是同步辐射光束线上不可缺少的重要部件,由它所提供的光束位置和强度的实时数据是监测光束线运行状态的重要依据。为适应对高亮度同步辐射光束的测量需要,我们成功地研制了一套穿透型金刚石位置灵敏探测器,并在上海光源生物大分子结构晶体学束线(BL17U1)上对其性能进行了测定。测量数据表明,在整块探测器(2.5 mm×2.5 mm)上均具有极好的线性响应,探测器的信/噪比(S/N)5×103,位置分辨能力为s=(136±11)nm,光强强度的测量精度和线性度均0.1%,能满足第三代同步辐射和第四代光源(自由电子激光)束线上对光强、光斑位置及其运动轨迹的监测需求,是束线诊断的重要设备。     

电子直线加速器束截面测量系统及其应用

用于北京自由电子激光30MeV电子直线加速器的注入及输出束的截面监测系统,由可伸缩荧光屏束截面探头、摄象取样装置及图象采集卡和计算机处理系统构成。用此系统测量加速器注入(≤1.2MeV)和输出(≥20MeV)电子束的截面宽度、密度分布、发射度等参量。其硬件的空间分辨率好于110μm,束宽测量精度好于50μm。经加速器在线使用2年以上考验,性能可靠,得到了满意结果。     

HLS800MeV直线加速器相位控制系统的研制

介绍了合肥光源(HLS)800 MeV直线加速器相位控制系统的研制进展,该系统包括相位稳定系统和相位翻转系统两部分。其中前者主要由I/Q解调器、电控移相器和虚拟示波器等组成;后者由脉冲信号发生器和I/Q调制器组成。目前样机制作已完成,测试表明前者的相位分辨率为±0.1°,在线测量精度为±0.3°,闭环相位稳定度可达±0.5°;后者的精度为(180±2)°,样机各项参数均达到设计指标。     

CYCIAE-100回旋加速器测磁仪自动控制系统的研制

为满足100 MeV回旋加速器磁场测量要求,设计研制了一套测磁仪自动化控制装置。该装置采用周向与径向相结合的运动方式,对目标点磁场进行测量。周向运动采用开环控制,在软件上通过算法实现间接闭环控制,整个测磁过程,只需完成1次周向运动,缓解了由硬件原因带来的周向定位震荡问题。径向运动基于光栅位置反馈,由运动控制器实现自动闭环控制,该方案使角度精度达到±5″以内,径向精度达±5 μm,达到并优于理论设计要求,解决了中能回旋加速器磁场测量时间较长、精度低的难题,对100 MeV回旋加速器的束流强度及品质的提高有重要意义。     

多路激光在高能同步辐射光源磁铁预准直实验单元中的应用

高能同步辐射光源(High Energy Photon Source,HEPS)储存环主体有288个预准直单元,由于设计单元中磁铁孔径变小,导致磁铁定位精度要求较以往项目高3～5倍.为提高磁铁预准直的精度,将多路激光干涉测量系统与磁铁预准直技术相结合,探索预准直实验中单元磁铁的多路激光高测量精度和高定位精度.模拟了两种...     

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。     

上海光源全局束流诊断数据仓库开发

上海光源已建成的束流诊断系统可满足光源的日常运行和机器研究需要。但由于缺少有效的事件触发处理机制,无法保存并分析运行期间突发的全局轨道扰动、BPM故障和DCCT噪声等异常现象。为解决以上问题,本文在现有束测系统的基础上开发了基于Soft IOC的全局束流诊断数据仓库。数据仓库通过在线监测加速器和束测系统的运行状况,在发现异常现象时及时发出触发信号并存储相关数据进行分析。运行结果表明,数据仓库能有效检测加速器和束测系统异常,并可用于生成束测设备置信度指标,为进一步优化束测系统和提高光源运行性能提供有效依据。     

中国散裂中子源DTL漂移管的预准直

漂移管直线加速器(Drift Tube Linac,DTL)是中国散裂中子源(China Spallation Neutron Source,CSNS)直线加速器的主要部分,负责将脉冲流强为15 m A的负氢离子从3 Me V加速到80 Me V,再注入到快循环同步加速器(Rapid Cycling Synchrotron,RCS)中实现进一步加速。DTL加速器本身技术工艺复杂,要求极高的加工精度和准直安装精度,是CSNS的关键技术之一。本文介绍了中国散裂中子源漂移管的预准直方法,从最初的预研到正式安装,解决了一系列难题,包括漂移管的标定、安装和准直调整,形成一整套流水线式的预准直流程,最终漂移管预准直的精度优于物理设计指标,可为同类别的准直测量提供参考。     

上海光源的一级平面控制网

国家重大科学工程上海光源对加速器元件提出了亚毫米量级的超高定位精度要求。将一级平面控制网用于确定建筑和设备的相对位置关系,并为下级控制网提供高精度的基准数据。控制网的设计过程受建筑、设备的制约,测量过程中又面临不易观测、不利因素多等困难。经过不断优化设计和施测,最终在周长400m的大尺寸空间内取得了0.3mm的超高精度。通过对3次观测结果的比较,发现了地基随季节的周期性变化现象。     

大型集装箱检测室的屏蔽设计

大型集装箱检测系统是当前用于反走私的先进设备之一。它采用Ｘ射线扫描原理，射线被准直成扇形束，在加速器给束的情况下对被检测的集装箱进行扫描，每次照射时间不超过１ｍｉｎ。这种高度准直和间歇式辐照与一般工业辐照加速器的工作状况是不同的。本文介绍的清华大学１∶１大型集装箱检测系统是一实验研究设备，其屏蔽设计由于采用三次准直，加大了射线的准直度，使每次检测被检物所受辐射剂量降低到不大于１５０μＧｙ的水平     

BEPCⅡ储存环的预准直

北京正负电子对撞机(BEPCII)的正负电子储存环,建于原BEPC储存环隧道中,需完成拆除旧加速器、地面改造、水电安装、墙壁修整及新设备安装等工作。为提高工作效率,我们将构成BEPCII储存环主体的84个标准单元的安装准直工作抽取出来,作为预准直工程。本文介绍此预准直工程概况,给出了磁铁的标定方法、标定精度分析、主要设备在标准单元中的安装和调整方案、理论位置坐标计算方法、准直所用仪器和单元中主要设备的准直精度。BEPCII预准直工程顺利通过了国家验收。     

BESⅢ在线亮度测量

介绍了多种测量加速器与探测器亮度的方法,并着重描述了利用了e+e-→e+e-末态事例测量亮度的算法。尤其是针对加速器与探测器联合调试初期的具体情况,充分利用量能器的端盖信息进行事例筛选,结合在线算法计算得到亮度值,同时利用在线亮度实现对加速器运行状态和谱仪工作状态的监测。检测结果表明,在线亮度测量系统可以起到对运行状态和数据获取质量与稳定性的监测作用。     

基于示波器嵌入式IOC技术的逐束团位置监测系统研制

为研究尾场引起的束团不稳定性,本工作开发了基于高速宽带示波器嵌入式IOC的逐束团位置测量系统。该系统通过直接获取加速器储存环中钮扣型电极的原始束流信号,进行在线计算独立的水平和垂直方向的逐束团位置。介绍了此系统的需求分析、硬件结构以及嵌入式IOC软件结构。利用在上海光源储存环上获取的逐束团位置数据,对系统性能进行了评估。实验显示,不同束团感应到的工作点及横向振荡振幅与束团编号间的依赖关系,结果证明该系统是一个有效的机器研究工具。     

HEPS六极铁标定方案分析

六极铁作为高能同步辐射光源（High Energy Photon Source,HEPS）储存环八铁单元的重要部件之一,其技术工艺较为复杂,对加工精度和中心引出精度要求都很高。本文对HEPS六极铁的机械中心引出标定方案进行了研究,利用极缝偏差角对常规标定坐标系进行旋转,使三个极缝面更接近理论位置,从而减小磁铁主场斜分量;对每块磁铁进行两次机械中心标定,极缝间距的实测值与设计值的标准偏差在0.015 mm,坐标系旋转前后的基准点偏差标准值为0.09 mm,旋转角最大可达0.6 mrad。这种考虑极缝偏差角的建系方法可以提高标定的精度,能为实际工作中同类型、准直精度有相同要求的设备标定提供参考,有利于加速器装置的顺利安装,对加速器准直测量具有十分重要的意义。