储存环中快速束团横向尺寸诊断技术的初步研究.pdf

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1、中国科学技术大学硕士学位论又储存环中快速束团横向尺寸诊断技术的初步研究作者姓名：学科专业：导师姓名：完成时间：肖云云核技术及应用孙葆根．研究员二O一三年一月洲IIIIIIIlllllIHIIIIqIIIIIIIIIIIY2280176UniversityofScienceandTechnologyofChinaAdissertationformaster’SdegreeResearchOnMeasuringtheFastTransverseBeamProfileinElectronStoraqeRinqs1●一1●一Author’SName：YunyunX

2、iaospeciality：NuclearTechniquesandApplicationSupervisor：Prof．BaogenSunFinishedtime：January,2013中国科学技术大学学位论文原创性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。作者签名：趁童l签字日期：型三!丛丝中国科学技术大学学位论文授权使用声明作为申请学位的条件之一，学位论文著作权拥有者授权中国

3、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《中国学位论文全文数据库》等有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。本人提交的电子文档的内容和纸质论文的内容相一致。保密的学位论文在解密后也遵守此规定。，、固公开口保密(——年)作者签名：照主l签字日期：塑度!』!Z￡导师签名：签字日期：摘要捅要在电子储存环中，为了提高机器性能和稳定性，需要进行束流动力学、束流不稳定性等研究，在这些研究中，每个柬团的横向参数会在几圈或几十圈内发生

4、变化，为此需要能够进行逐圈或逐束团横向尺寸测量的系统。本论文参考国外光源的先进技术，利用多阳极倍增管的快速光电检测技术和基于对数处理方法的束团尺寸和位置提取方法，提出了一种新的快速束团横向尺寸测量系统，并对测量系统中的关键技术进行了初步研究。国外进行每个束团的横向尺寸逐圈测量的常用方法是采用快速门相机，它可以从储存环中选取一个束团进行测量，并通过定时控制进行逐圈测量，但是由于快速门相机的帧频率为几到几十赫兹，所以其测量时间长，无法进行实时在线测量。为此，我们采用日本滨淞公司的R5900U．L16多阳极倍增管(MaPMT)作为前端光电转换模块，其高性能高增益

5、和快速响应的特性非常适合搭建快速束团横向尺寸测量系统。对于多阳极倍增管的产生的多路脉冲信号，国外实验室采用的是多路并行数字信号采集处理，再用高斯拟合法计算柬团横向尺寸。这样，系统的成本和复杂度均较高。为此，本论文将在此方面开展研究，并提出采用对数处理技术提取束团横向尺寸，只需要四路信号即可提取束团的横向尺寸和中心位置，大大降低了成本，提高了系统处理速度。合肥光源升级改造过程中，需要针对MaPMT的特性设计前端光学成像系统，包括一系列的光学分路、光学滤波、光斑尺寸成像系统、光功率计算以及衰减控制等，以满足快速束团横向尺寸测量系统的实验条件。MaPMT模块完成

6、光电转换后，仍需要前置放大电路将产生的电流信号转换成电压信号并进行增益放大，随后需要AD转换模块进行数据采集。本论文提出了一种高带宽高增益倍数的前置放大电路设计方案，采用了两级运算放大器在满足逐束团要求的高带宽前提下，尽可能的提高增益倍数。前置电路按照要求进行设计后并进行了桌面测试，能充分满足快速束团横向尺寸测量系统的要求。基于高速PXI总线的高分辨率AD采集系统也是整个测量系统中不可缺少的部分，本文介绍了AD采集系统的结构和工作过程，并且在现有的实验条件下，我们采用一种新的方法测试高分辨率AD采集卡的有效位，测试结果能够满足实验需求。最后，论文对合肥光源

7、的新快速束团横向尺寸测量系统进行了总结，并对下一步研究方向提出了相应的建议。本课题由国家自然科学基金项目(11175173)支持。摘要关键词：同步光横向尺寸，多阳极倍增管，快速束团横向尺寸测量系统，对数比方法，前置放大器，模数转换IIABSTRACTlntheelectronstoragering，weneedtoresearchthebeamdynamicsandbeaminstabilityinordertoimprovetheperformanceandstabilityofthemachine．Intheseresearch，thetransver

8、sebeamprofileCanchangewithinsever