微波零相位法测量超导加速器ps级电子束纵向长度

本文基于微波零相位法,将中国工程物理研究院太赫兹自由电子激光(CTFEL)2×4-cell超导加速器的下游腔作为零相位腔,测量了上游腔增能后的电子束纵向长度,并通过束流动力学模拟证明,当两个超导腔正常工作时,上游腔出口处的电子束纵向长度与下游腔出口处的接近。实验结果表明,CTFEL 2×4-cell超导加速器能实现半高宽小于6.8 ps的电子束,满足装置出光要求。     

微波零相位法测量超导加速器ps级电子束纵向长度

本文基于微波零相位法,将中国工程物理研究院太赫兹自由电子激光(CTFEL)2×4-cell超导加速器的下游腔作为零相位腔,测量了上游腔增能后的电子束纵向长度,并通过束流动力学模拟证明,当两个超导腔正常工作时,上游腔出口处的电子束纵向长度与下游腔出口处的接近。实验结果表明,CTFEL 2×4-cell超导加速器能实现半高宽小于6.8 ps的电子束,满足装置出光要求。     

中国加速器驱动次临界系统常规磁铁的磁场测量

为了延长靶的使用寿命以及提高质子束流的利用效率,中国拟建造加速器驱动次临界系统(ADS)。质子直线加速器的中能束流输运线共分为MEBT1和MEBT2两部分。这两部分共计20块常规磁铁,其中,MEBT1含6块四极磁铁,MEBT2含6块四极磁铁、4块阶梯场磁铁、3块校正磁铁和1块二极磁铁。霍尔测量平台目前已完成MEBT1四极磁铁和MEBT2四极磁铁和校正磁铁的测量。本文通过对这些磁铁的积分场分布、积分励磁分布、横向场分布、励磁效率等测量结果的分析,验证了常规磁铁的各项指标,所有常规磁铁的测量结果均达到了设计要求。     

基于IOT放大器的微波功率源在超导直线加速器上的应用

中国工程物理研究院太赫兹自由电子激光装置（CTFEL）的直线加速器由两个4-cell超导加速腔构成,每个加速腔的激励由1套基于感应输出管（IOT）放大器的L波段微波功率源（25 kW）提供。本文介绍了微波功率源的基本原理、组成结构和调试过程,以及微波功率源在功率耦合器老炼平台和超导直线加速器上的一些实验结果。微波功率源安装调试后工作稳定,两套微波功率源的主要参数均达到设计要求。超导直线加速器的幅值稳定度和相位稳定度分别为0.04%和0.08°,优于设计指标。     

基于IOT放大器的微波功率源在超导直线加速器上的应用

中国工程物理研究院太赫兹自由电子激光装置(CTFEL)的直线加速器由两个4-cell超导加速腔构成,每个加速腔的激励由1套基于感应输出管(IOT)放大器的L波段微波功率源(25 kW)提供。本文介绍了微波功率源的基本原理、组成结构和调试过程,以及微波功率源在功率耦合器老炼平台和超导直线加速器上的一些实验结果。微波功率源安装调试后工作稳定,两套微波功率源的主要参数均达到设计要求。超导直线加速器的幅值稳定度和相位稳定度分别为0.04%和0.08°,优于设计指标。     

三座标磁场测量装置

本文介绍一台大尺寸磁铁的磁场空间分布测量装置。它可用于储存环和束流转运系统的弯转磁铁的磁场空间分布测量,也可用于其他类型大磁铁或分析磁铁的磁场空间分布测量。该装置配有高精度的霍尔片测磁探头,可沿上下、左右、前后三个方向移动,进行半自动测量。测磁探头的分辨率为万分之一,测磁精度好于万分之三。测量范围长1800 mm,     

SSRF磁铁数据库系统的开发

上海同步辐射装置(SSRF)磁铁数据库系统的开发过程包括数据库的设计、数据库的实现和功能。SSRF磁铁数据库由一系列的用于存储磁铁物理设计参数、磁场测量数据、准直测量数据和电源数据等的数据表组成。它对于确保磁铁质量、分析磁场误差和准直偏差对装置性能的影响、帮助磁铁的安装准直以及装置的调试和运行等具有十分重要的作用。     

FEL-THz束流收集器设计

束流收集器是加速器末端吸收高能粒子束的主要部件。本文针对中国工程物理研究院正在研制的自由电子激光相干强太赫兹源(FEL-THz)装置8 MV/5mA准连续电子束设计束流收集器,其内表面吸收平均功率达40kW。通过对收集器结构优化和四级磁铁对电子束扩束,将收集器长度控制在1.2m以内。优化收集器水冷结构及水流速度,使收集器的温度控制在355 K,满足高平均功率FEL-THz装置的使用要求。     

两极磁铁边缘场测量

对于扇形磁铁边缘场分布早已有人作了许多工作,一般可表示成指数形式,对于带有屏蔽套的边缘场也已经作了比较细致的工作。尽管如此,还是很难将磁边缘场预先做到准确的描述,因为它总是和具体的磁路结构联系在一起。因此,一般都需在磁铁建成后进行测量。 一般情况下,边缘场的工作都是测量磁中心平面上的边缘场滑中心线分布。如果磁路的对称性较好,或者对粒子运动分析的要求不高,只测量中心平面上沿中心线的边缘场分布就     

一种基于伸展线法的小孔径四极磁铁测量方法

针对目前多极磁铁孔径越来越小的发展趋势，搭建了一种基于单根伸展线法(Single Stretched Wire Method,SSWM)的磁测系统，该系统的主要优势是测量域所需空间小且运动模式灵活。基于该系统的优势及四极磁铁磁场分布的特点，尝试使用双曲线轨迹对四极磁铁靠近其四个极头的区域进行了扫描测量，并根据矢势在测量点分布的特性，提出了一种全新的数据分析方法，用以分析四极磁铁的梯度积分和高阶场误差。用该系统对一孔半径为11 mm、梯度大于100 T·m^-1的四极磁铁进行测量，测量结果表明高阶场误差测量重复性好于±1.5×10^-4，能满足小孔径高梯度四极磁铁的磁场测量要求。     

基于电光采样的自由电子激光太赫兹源相干检测研究

为对华中科技大学一台在建的高平均功率、可调谐(1~10THz)的自由电子激光太赫兹辐射源进行高精度、全频段相干检测,设计了基于电光采样原理的测量方案,该方案具有响应速度快、灵敏度高、噪声小、测量带宽大等特点。通过理论计算分析,得到探测飞秒激光脉冲以及太赫兹脉冲的偏振方向与电光晶体晶轴方向的最优夹角,分析了探测飞秒激光与太赫兹脉冲在常用电光晶体(ZnTe、GaAs、GaP)中的相位匹配,并给出了适合该太赫兹频段的探测晶体种类和厚度参数,为后期的调试和实验提供理论和技术支持。     

准二维磁场的边值测量

传统的在磁铁几何中心平面上测量单一z分量的方法,对比较复杂的场形很难据以求得高准确度的磁场空间分布。沿磁场空间的一条封闭边界线测量磁场的诸分量(简称边值测量)可以准确地求出域内的磁场分布。本文叙述了利用霍尔法进行边值测量的装置和方法,比较详细地叙述了测量数据的处理。归一化场值的测量准确度为±1×10~(-3*)。用本测量结果计算出的归一化场空间分布比用传统方法的测量结果(准确度也以±1×10~(-3)计)算出的要准确一个数量级。     

离子辐照缺陷对太赫兹波发射性能的影响

应用半经典的蒙特卡罗方法,模拟计算了处于不同缺陷条件下的砷化镓在超快激光激发下的载流子输运行为及其相应的太赫兹波发射性能。计算结果表明,缺陷的类型和浓度都会对太赫兹波的脉宽和峰高产生显著的影响。分别采用500 keV和1.5 MeV的氮离子在不同剂量下辐照了半绝缘的砷化镓和掺铁磷化铟样品,并将辐照样品制备成太赫兹波发射天线。通过对辐照样品的太赫兹波发射能力进行测量,发现不同辐照条件下制备的太赫兹发射天线其太赫兹波的脉宽基本一致,只有峰高随辐照产生的缺陷浓度增大呈现先增大后减小的变化。结合理论计算和实验测量结果,分析讨论了光电导材料太赫兹波发射的缺陷机制。     

高能大功率电子辐照加速器270°偏转光路设计

为实现高能大功率电子辐照加速器的一机多用目的,需研制270°偏转光路支线。本文采用Trace3D程序对270°偏转光路进行了设计与模拟计算,设计了双135°偏转磁铁和整体270°偏转磁铁。对双135°和整体270°两种偏转磁铁元件进行二维和三维电磁场设计与模拟计算,计算结果表明,整体270°偏转磁铁的场分布与光路设计中所要求的物理参数差距较大。由于整体270°偏转磁铁的场分布调整较困难,使工程实施中的束流调试难度较大,因此采用双135°偏转磁铁的光路方案。     

用于质子治疗的Kicker磁铁动态磁场测量

华中科技大学在研的质子治疗装置(Huazhong University of Science and Technology Proton Therapy Facility,HUST-PTF)中,一套位于降能器上游的Kicker磁铁被用于点扫描过程及治疗安全的快速束流开启/关断。为测量该Kicker磁铁的积分场均匀度及磁场动态特性,设计并研制了一套基于电磁感应法的Kicker磁铁测磁系统。测磁系统分别采用长线圈和印制电路板(Printed Circuit Boards,PCB)线圈两种方法获取感应电压,通过模拟/数字积分器对感应电压进行积分处理。经过实验对比,采用几何精度更高的PCB线圈和受零漂影响较小的模拟积分器作为最终方案进行测试;磁场上升/下降时间小于100μs,积分场大于0.025 2 T·m,均匀度好于1%,均匀度最大标准差0.006%,测磁系统整体误差小于0.1%,表明Kicker磁铁及其测磁系统均满足设计指标。     

极坐标自动测磁装置

为了测量批量生产具有不同曲率半径的弯转磁铁,我们设计一种极坐标自动测磁装置,该装置可利用线圈或霍尔元件,对磁铁进行绝对测量和相对测量,用霍尔元件作绝对测量时,精度好于3×10~(-4),用长线圈作相对测量时,精度好于1×10~(-4),以用于检查批量生产磁铁的生产工艺的稳定性。     

100 MeV回旋加速器的磁铁设计和建造准备

由于高频谐振腔、对中线圈和束流诊断装置的安装需要,要求磁极的间隙增加约1cm,显然在中心区和加速区的磁场分布都将改变,因此,为满足加速器的束流动力学的需要,必须在改变励磁安匝数的同时,重新设计磁极的间隙、镶条、芯柱等磁铁参数。在2005年,除了设计确定磁铁的几何参数、磁场分布外,许多工程方面的工作得到了推进,其中包括机械结构设计和建造的前期准备工作。1磁铁的基本几何结构和磁场分布100MeV回旋加速器的主磁铁为紧凑型磁铁、有四个直边扇形磁极,主磁铁的直径为6.16m,高2.31m,磁极的半径为2.0m,主磁铁的主要尺寸见参考文献[1],二…     

加速器中几种弯曲磁铁性能研究

本文描述了窗框型弯曲磁铁,H型弯曲磁铁,C型弯曲磁铁和混合型弯曲磁铁等各类弯曲磁铁的一般特性及沿径向的磁场分布规律,并给出了相应的拟合公式。文章也讨论了边缘场分布的状态及影响它的因素。     

上海同步辐射装置平移长线圈磁测机的研制

描述了上海同步辐射装置(SSRF)平移长线圈磁测机的设计和制造。磁测机包括的硬件主要有：测量线圈、直线运动平台、高精度数字积分仪、步进电机控制卡、高稳定度电源、直流电流传感器、6位半数字电压表、通用接口总线(GPIB)接口卡及高精度编码器等。磁场测量和数据分析程序采用LabVIEW编制。该磁测机已测量了SSRF储存环二极磁铁的样机，效果良好，能做到灵活、快速和自动化地测量积分场。     

合肥光源储存环铁氧体冲击磁铁涡流模型与分析

铁氧体冲击磁铁是国家同步辐射实验室二期工程注入系统改造课题中关键注入部件之一 ,其主要功能是产生微秒量级均匀的脉冲磁场。文章介绍了铁氧体冲击磁铁设计过程中建立的涡流问题的数学模型及关于涡流问题分析。数值计算结果表明 :选择合理的铁氧体电导率和磁芯结构参数 ,可以基本消除磁芯中涡流对脉冲磁场分布的影响。冲击磁铁脉冲磁场测量结果表明 ,合肥光源储存环铁氧体冲击磁铁设计是合理的