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。     

陶瓷真空室研制及其阻抗的研究

介绍了电子储存环注入凸轨击磁铁及春真空室常采用的几种技术方案。合肥电子储存环新凸轨注入系统选择了铁氧体磁铁内置陶瓷真空室的方式。为了同时满足脉冲磁场穿透性能及束流耦合阻抗的要求,陶瓷真空室的内壁须镀１层金属薄膜。     

合肥储存环电子束平衡轨道的调整及闭轨校正

本工作对合肥储存环四极铁磁中心进行测量和闭轨校正,在闭轨校正过程中,通过对动量分散造成的闭轨畸变监测,对平衡轨道进行调节,成功地把束流的平衡轨道移到了合肥储存环的中心轨道上,并实现了在储存环中心轨道上进行电子注入,积累的800MeV能量的运行。     

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。     

北京正负电子对撞机(BEPCⅡ)束流注入区辐射场研究

北京正负电子对撞机(BEPCⅡ)正负电子束流注入阶段的束流损失,影响储存环束流注入区及防护区辐射场。本文利用束流损失监测系统(BLM系统)分析了束流注入阶段注入区束流损失的位置和束流损失率,并结合FLUKA软件模拟计算对撞实验模式下束流注入阶段注入区的辐射场。结果表明:注入阶段注入区及其下游束流损失明显;辐射场内粒子能谱情况是中子为宽能谱且各向同性,切割磁铁 (铁靶)出射蒸发谱峰窄,峰值约为0.9 MeV,直接发射谱不显著;真空管(铝靶)出射蒸发谱峰宽且直接发射谱显著,峰值分别为4 MeV和20 MeV;光子能谱峰窄且前向性明显,能量在5 MeV以下分布集中;中子与光子剂量率水平相当;注入阶段比非注入阶段剂量率高约2个数量级;对撞实验模式下,实验测量整个运行阶段储存环光子剂量率平均水平约为1 000 μSv/h,中子剂量率比光子剂量率低1个数量级。     

利用数字束流位置处理器Libera测量BEPCII储存环束流阻尼时间和残余振荡

数字束流位置处理器Libera可以直接用来测量宽带的束流位置信号,由于其出色的硬件和软件性能,它可以在束流参数测量与诊断中得到广泛的应用.文章介绍了利用Lribera在BRPCⅡ储存环上进行的一些实验:利用逐圈(Turm-by-turm)束流位置测量数据计算横向阻尼时间和测量注入冲击磁铁引起的柬流位置残余振荡,实验主要目的是使BEPCⅡ储存环的束流调试和参数优化更方便快捷,并取得了初步的成效.     

上海光源储存环新注入方式

上海光源储存环的新工作模式和新装插入件会导致动力学孔径和注入效率的减小,传统的注入方式不再满足恒流注入要求。分别从改变注入方式和减小注入束流发射度两个角度解决注入对动力学孔径的需求。脉冲多极铁与凸轨相结合的注入方式可以将动力学孔径的要求降低到7 mm以下。利用斜四极铁在高能输运线上进行水平和垂直发射度互换可以将注入束流发射度降低到近1/10而降低注入点的束斑尺寸。两者都可以将注入效率提高到95%以上。二者在更小动力学孔径的情况下同时使用还可以减小脉冲多极铁的强度。     

冲击磁铁误差对注入过程的影响

简要说明合肥同步辐射光源（ＨＬＳ）的储存环新注入系统,分析由于冲击磁铁的误差而产生的非理想凸轨以及对注入过程的影响。针对ＨＬＳ的三种运行模式进行计算机模拟,从而确定冲击磁铁的误差极限。     

SSRF储存环共架机构热-力耦合分析

上海同步辐射光源(SSRF)工程中,束流稳定性是提高SSRF性能指标的关键因素,影响束流稳定性的一个主要因素就是工作状态下温度变化引起的支架和磁铁的变形.本文以上海光源储存环共架机构为研究对象,采用参数化有限元法、借助有限元分析软件ANSYS WORKBENCH,对不同工况下的共架机构进行热-力耦合仿真,得出共架机构的温度场和应力场,为控制支架的稳定性进而保证上海光源束流稳定性提供依据.     

Simulation of storage ring injection of HLS Ⅱ

The Hefei light source(HLS) has been upgraded into HLS II, with increased brightness and stability. In this paper, the new injection system is described. Elegant program is used to simulate the particles motion in 6D phase space. In the process of tracking simulation of electrons, the system tolerances and magnet errors are introduced. Influences to the injection efficiency from beam injection deviation are studied. These provide important reference for realizing the Top-up injection.     

合肥光源注入器条带检测器的设计与计算

根据合肥光源升级改造的要求,为进行合肥光源注入器的束流位置、发射度和能散的非拦截测量,设计了新的条带束流位置检测器（BPM）和八电极束流能散检测器（BESM）。计算了条带BPM和八电极BESM通过电信号提取x2－y2以及灵敏度的公式。通过条带电极的时域频率分析、阻抗匹配等计算确定了两个检测器的具体物理参数。在CSTmicrowavestudio中按照计算的物理结构进行建模仿真,得到了电极间的耦合且考虑了电极耦合对灵敏度的影响。计算了条带BPM的位置分辨率,符合设计要求。     

Development of a PSD-based photon beam position measurement system

As an important part of the beam diagnostic system, the synchrotron light beam position measurement has a very high value in the high quality and high stability light source applied research. A new photon beam position monitor based on position-sensitive detector (PSD) has been developed to measure the photon beam position in vertical and horizontal directions at the same time at HLS (Hefei Light Source). The new PBPM based on the PSD has fast response speed, high sensitivity and wide dynamic range. This PBPM system also includes the C4674 signal processing circuit, NI USB-9215 data acquisition device and the LABVIEW data acquisition program. This PBPM system has been calibrated vertically and horizontally on-line, and then has been applied in the beam line B3EA of HLS to measure the position of the synchrotron light. As the results shown, the resolution of the system is better than 3 mm.     

Libera Photon在合肥光源同步光位置测量系统中的应用

合肥光源新引进了IT公司的新一代光位置信号处理器Libera Photon,其采用嵌入式EPICS IOC,极大地提高了数据的传输效率,经测试,该处理器的分辨率好于0.07 μm。同时,自主研制开发了相配套的时钟分配器以及远程软件控制程序,并将新同步光位置信号处理系统用于原有的双丝型光位置探测器进行了初步的应用研究,测试得到的同步光位置信息与相近的BPM Q8E所测得的束流位置信息变化趋势一致,说明Libera Photon能够很好地进行同步光位置信息的测量。     

合肥光源超导扭摆磁铁模式下线性光学参数补偿

合肥光源是1台专用真空紫外光源，为拓展同步辐射用户可用光范围，在储存环上安装了1台6T的超导扭摆磁铁。超导扭摆磁铁给储存环光学参数带来很大扰动，造成工作点漂移和β函数畸变。最初，在补偿工作点漂移后，成功地存储了束流并产生了硬X射线，但该运行模式下束流寿命短，严重影响其它实验线站的实验工作。在合肥光源二期工程中，重新进行了超导扭摆磁铁补偿计算，在不改变目前储存环磁铁和电源的基础上，同时补偿工作点漂移和β函数畸变，大幅度地改善了束流寿命。     

合肥光源波荡器光束线光位置检测器

研制了合肥光源波荡器光束线刀片型光位置检测器。在不同波荡器狭缝下,对刀片电极的光电流进行了测量,并对其进行了标定,得到了灵敏度和同步光中心位置,如在狭缝为40mm时,水平方向和垂直方向的灵敏度分别为0.0015mm^-1 和0.8522mm^-1。为了改进刀片型光位置检测器,给出了一种交错刀片型光位置检测器的设计,该检测器将狭缝为40mm时的水平灵敏度提高到0.551mm^-1。