基于束流的准直系统研制及相关研究

《基于束流的准直系统研制及相关研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、中国科学技术大学博士学位论文基于束流的准直系统研制及相关研究姓名：曹涌申请学位级别：博士专业：核技术及应用指导教师：何多慧;孙葆根20070401中国科学技术大学学位论文相关声明本人声明所呈交的学位论文，是本人在导师指导下进行研究工作所取得的成果。除已特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含任何他人已经发表或撰写过的研究成果。与我一同工作的同志对本研究所做的贡献均已在论文中作了明确的说明。本人授权中国科学技术大学拥有学位论文的部分使用权，即：学校有权按有关规定向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅，可以将学位论文编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描

2、等复制手段保存、汇编学位论文。保密的学位论文在解密后也遵守此规定。作者签名：基于束流的准直系统研制及相关研究基于柬流的准直系统研制及相关研究摘要稳定的束流轨道对于同步辐射电子储存环非常重要。本文研制的基于束流准直系统为合肥光源电子储存环提供了稳定的参考轨道，并且在研制过程中对轨道的不稳定性进行了相关的实验和分析。另外，通过对基于束流准直系统所使用的数字束流位置处理器Libera应用的拓展，进行了一系列束流测量与诊断的实验。在电子储存环中，当束流偏离四极铁的磁中心时，束流轨道由于四极磁场的作用力而产生扰动：同时四极铁电源的不稳定也将对束流轨道产生影响。为了提高束流的稳定性和束流品质，人们往

3、往希望能够准确的测量四极铁的磁中心位置，并且校正束流轨道以使其通过四极铁的磁中心。在合肥光源电子储存环中，束流位置处理器(BPM)紧靠四极铁安装，因此可以使用BPM标定四极铁的磁中心的位置，所采用的技术是基于束流准直技术(BBA)。由于合肥光源电子储存环的BPM与四极铁共享支撑但拥有一定的活动冗余，因此它们之间出现相对位置变化的可能性较大，四极铁的磁中心的位置测量尤显重要。基于束流准直技术可以通过直流K调制和交流K调制两种方案实现。使用直流K调制方法，为了保证轨道变化BPM能够分辨，必须保证较大的K调制率，这将对束流带来较大的扰动，进而给测量结果带入较大误差；另一方面，四极铁的磁滞现象也

4、很大程度影响了测量的准确度。当K调制率为1．5％左右时，使用直流K调制方法的误差为100／an(RMS)。针对直流K调制，本文根据其原理进行分析，对数据处理方法以及实现方法进行了一系列讨论，并做出了相应的优化。．交流K调制的方法可以在较小的K调制率(O．5％)下工作，测量亦不会受到四极铁磁滞现象的影响。本文研制了一套采用交流K调制的基于束流准直系统，解决了大电流调制、微机控制接口、束流位置信号采集和信号处理等问题。在对该系统的实验中，对四极铁磁中心的测量误差为20舯(RMS)。利用基于束流准直系统已对合肥光源束基磁中心偏移进行了测量，在束流轨道慢反馈系统中发挥了重要作用。合肥光源电子储存

5、环的束流轨道的不稳定性一直以来都表现为轨道的缓慢漂移现象，本文针对这一现象进行了BPM形变、移动和温度变化等参数测量的实验。从实验结果的分析中，本文发现了导致轨道变化的主要原因是BPM真空管的移动，并提出了具有针对性的解决方案。在对基于束流准直系统的研制过程中，本文利用其四极铁调制对Beta函数值进行了测量。本文还对于数字柬流位置处理器Libera的应用进行了研究，基于它的功能搭建了一系列实验系统，分别进行了工作点测量，阻尼时间测量，相空间测量等不同实验。在工作点测量实验中，为了改进束流激励源，针对合肥光源电子储存环设计了窄带白噪声发生器，利用FPGA和数模转换电路成功得到窄带白噪声并用

6、以激励束流横向振荡。本论文为国家自然科学基金项目(10275062&10675118)资助。．关键词：基于柬流准直束基磁中心偏移交流K调制快速傅立叶变换插值数字锁相检测BPM真空管位移光栅尺伪随机序列窄带白噪声基于柬流的准直系统研制及相关研究基于束流的准直系统研制及相关研究硼1estabilityoftheelectronbeamorbitisextremelyimportanttothesynchrotronradiationstoragering．Thepaperdevelopedthebeam—basedalignment(BBA)systemwhichsettledthestab

7、lereferenceorbitforthestorageringofHefeiLightSource(HLS)．n砖Experimentsontheinstabilityofthebeamorbit，fromwhichtheSOBI"cesoftheiustabilitywereexpectedtobediscovercd，wasalsoinvolvedinthisPaper．Moreover,thedifferentapplic