《腔式束流四極分量監測器關鍵技術的研究》是依託中國科學技術大學，由羅箐擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：腔式束流四極分量監測器關鍵技術的研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：羅箐
- 依託單位：中國科學技術大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
XFEL和ILC的發射度實時測量是非常重要的關鍵技術，常規的直線加速器發射度測量採用多狹縫法等攔截型方式，不能實現實時觀測，因此迫切需要研究非攔截型的發射度測量方法，以實現提高束流品質。非攔截的測量方法基於非攔截地提取束流四極分量，而利用諧振腔特徵模式提取束流信息可以提供更高精度的信號，是國際領先的測量手段。我國正廣泛開展FEL的研究，在ILC計畫中也扮演著重要角色，因此，開展腔式束流四極分量監測器的關鍵技術的研究對我國粒子加速器及相關科學的發展尤為必要。合肥光源高亮度注入器計畫基於光陰極微波電子槍進行FEL相關研究，為此設計了腔式束流四極分量監測器。系統採用調節四極鐵聚焦強度法構造束流參數計算矩陣，監測腔採用正方形pill-box腔，參考腔為圓柱型pill-box腔，工作頻率為5.712GHz，採用波導耦合網路抑制基模和偶極模信號的干擾，前端信號處理系統為超外差接收機。
結題摘要
基於直線加速器的X 射線自由電子雷射(XFEL)是第四代光源研究的前沿熱點。FEL裝置要求高品質的電子束源，為了實現對束流的精確監測和實時控制，從而提高束流品質，束流參數的線上診斷技術是尤為必要的。發射度是非常重要的束流參數，常規的直線加速器發射度測量採用多狹縫法等攔截型方式，不能實現實時觀測，因此迫切需要研究非攔截型的測量方法。非攔截的發射度診斷方法基於非攔截地提取束流四極分量，而利用諧振腔特徵模式作為拾取裝置提取束流信息，不僅是非攔截的測量手段，而且可以提供大幅度和高信噪比的束流信號，使測量達到很高的精度，是國際領先的技術手段。我國正廣泛開展FEL的研究，開展腔式束流四極分量監測器的關鍵技術的研究對我國粒子加速器及相關科學的發展尤為重要。合肥光源高亮度注入器計畫基於光陰極微波電子槍進行FEL相關研究，為此設計了腔式束流四極分量監測器。系統採用調節四極鐵聚焦強度法構造束流參數計算矩陣，監測腔採用正方形pill-box腔，參考腔為圓柱型pill-box腔，工作頻率為5.712GHz，採用波導耦合網路抑制基模和偶極模信號的干擾，前端信號處理系統為超外差接收機。在此基礎上，進一步提出了基於諧振腔的束流多參數診斷技術，首次提出了利用同一諧振腔同時測量低重複頻率短束團情況下的束團長度與束流流強的方法，並給出了一種測量光陰極微波電子槍束流峰值流強的新手段。利用諧振腔的TM0n0 模式實現束團長度與束流的流強、位置及四極分量的聯合診斷，使整個診斷系統大為緊湊。使用諧振腔的多個特徵模式進行束流流強診斷，提高了測量精度。為了處理束流信號，使用高速ADC、高密度FPGA 和高性能DSP 搭建高速數據採集系統，採樣率最高可達1Gsps。上述這些研究成果可廣泛套用於國內外其它直線加速器。
