合肥电子储存环束流不稳定性的抑制

 合肥光源二期工程改造的电子储存环调试过程中，发现多束团存储和运行时存在耦合束团不稳定性，严重地限制了注入的最高流强，并且影响了光源运行的质量。通过过正地增大正色品以及在储存环上插入八极磁铁，基本上抑制了横向的耦合束团不稳定性，保证了稳定注入束流300 mA的技术指标。     

BEPCⅡ零模束流反馈系统研制

 为了抑制BEPCⅡ多束团(93团)、大流强（910 mA）时的纵向振荡（零模）,引入了BEPCⅡ零模束流反馈系统。该系统首次应用于BEPCⅡ储存环上,它包括了束流信号采集、滤波、下变频、鉴相、移相等几个部分。使用该系统后,束流的纵向边带被抑制度大于10 dB,这表明,系统能够抑制束流的纵向振荡。     

合肥储存环二期改造工程的调试

合肥光源二期工程改造后, 对电子储存环光学参数进行了全面的调试和测量, 新注入系统和高频系统的调试, 也获得了巨大的成功, 在插入八极铁和过正地补偿色品后, 耦合束团不稳定性的得到了有效地抑制, 从而使改造后电子储存环能积累和运行在300mA以上的流强.     

BEPCⅡ横向束流反馈系统样机在BEPC上的实验

为了抑制BEPCⅡ产生的耦合束团不稳定性, 提高储存环中的流强, 研制了一套逐束团横向束流反馈系统的样机并在BEPC上做了实验, 得到了理想的结果. 当束团不稳定时, 频谱仪上可以观察到横向边带, 此时将反馈系统闭环工作于阻尼状态时, 横向边带立即消失. 本文介绍了样机系统的组成、各部分的功能和实验结果.     

束流逐圈位置测量在BEPC储存环上的初步应用

介绍了利用合肥同步辐射光源(HLS)的逐束团位置测量系统在北京正负电子对撞机(BEPC)上进行的逐圈位置测量实验. 在不同条件下对束流进行逐圈位置测量, 得到束流的相运动图像并观测了阻尼效应. 利用基频数值分析(NAFF)方法对逐圈位置数据分析得到高精度的束流频谱, 可以由此研究各种效应引起的工作点漂移. 实验中观测到特定工作点下由色品校正六极子引起的束流共振现象, 并对此作了合理解释.     

合肥光源储存环上八极磁铁的动力学效应分析

 为达到合肥光源二期工程通用模式的设计流强，在储存环上选择垂直方向β函数比较大的位置增加一组八极磁铁。该组八极磁铁对水平方向动力学孔径影响很小，虽然垂直方向动力学孔径明显减小，但仍然大于物理孔径，不会影响束流的注入积累过程。该组八极磁铁产生的垂直方向振荡频率分散可以提供ms量级的Landau阻尼时间，将明显增强抑制垂直方向束流集体不稳定性的能力。该组八极磁铁投入运行后，合肥光源注入积累过程明显改善，注入流强从无八极磁铁时的约100 mA提高到330 mA左右。     

BEPC Ⅱ工程磁铁设计与制造

北京正负电子对撞机(BEPC)改造工程是将原来的单环升级为高亮度的双环对撞机(BEPCⅡ),即在现存的BEPC隧道里增加一个新的储存环.使得BEPC Ⅱ能够提供从1.0GeV到2.1GeV能量范围的高亮度对撞束流供高能物理实验用,同时外环还要兼容2.5GeV能量250mA流强的同步辐射专用模式运行,实际上相当于有3个储存环运行.由于受到BEPC储存环隧道空间的局限,物理上的高亮度要求,以及BEPCⅡ真空盒设计采用带前室(Antechamber)结构,因此给各种磁铁设计与制造增加了相当大的难度.着重介绍BEPCⅡ储存环和对撞区中几种主要常规磁铁的设计、制造概况,同时也给出了相应的磁场测量结果.     

BEPCⅡ工程磁铁设计与制造

北京正负电子对撞机(BEPC)改造工程是将原来的单环升级为高亮度的双环对撞机(BEPCⅡ), 即在现存的BEPC隧道里增加一个新的储存环. 使得BEPCⅡ能够提供从1.0GeV到2.1GeV能量范围的高亮度对撞束流供高能物理实验用, 同时外环还要兼容2.5GeV能量250mA流强的同步辐射专用模式运行, 实际上相当于有3个储存环运行. 由于受到BEPC储存环隧道空间的局限, 物理上的高亮度要求, 以及BEPCⅡ真空盒设计采用带前室(Antechamber)结构, 因此给各种磁铁设计与制造增加了相当大的难度. 着重介绍BEPCⅡ储存环和对撞区中几种主要常规磁铁的设计、制造概况, 同时也给出了相应的磁场测量结果.     

BEPCⅡ中电子云不稳定性模拟研究

正电子储存环在多束团运行时有可能发生电子云不稳定性(ECI)?.本文针对北京正负电子对撞机二期工程(BEPCⅡ)的具体条件,编写发展了模拟计算程序,以不同电子云密度抑制措施下的计算结果为基础,研究了耦合束团不稳定性和单束团不稳定性,给出了电子云不稳定性增长率和阈值密度以及色品对束团尺寸增长的抑制作用,为储存环中电子云不稳定性的前沿科学研究和BEPCⅡ工程设计提供了有意义的结果.     

用条纹相机测量BEPC的束团长度

在北京正负电子对撞机(BEPC)中,正负电子束团的长度及其拉伸是束流性能重要指标之一,它直接影响到物理实验的效率,对BEPC的改进和性能进一步提高也起着关键的作用.由于用条纹相机测束团长度,具有精度高,且直观的特点,因此,近年来条纹相机在加速器束团测量领域得到了广泛的应用.本文将介绍用条纹相机测量BEPC储存环束团长度的原理、方法、系统配置、误差分析及一些典型的测量结果.     

小波分析方法在合肥光源逐束团测量系统中的应用

介绍了小波分析方法在逐束团束流位置测量系统中的应用。小波分析方法在高频处频率窗口较宽,具有较高的时间分辨力,使用小波分析可分离并提取信号的振荡成分及基线漂移成分,各成分在时间轴上的位置与原信号相同,原有的线性关系保持不变,在处理非平稳信号时不会造成信号明显劣化,如幅度失真和相位偏差。基于小波分解和重构的时间序列多分辨力滤波处理非平稳信号时不会造成信号明显劣化,保证了追踪束团振荡强度、相位、频率和振荡模式随时间变化的结果更真实可信。在合肥光源中,小波分析方法成功用于横向振荡振幅包络的提取及增长率、阻尼率的计算,也可用于提取横向振荡振幅包络及计算增长率和阻尼率,为机器研究、束流诊断和逐束团反馈系统调试提供了准确的依据。     

逐圈测量系统在合肥光源数字反馈调试中的应用

 使用逐圈测量系统作为观测手段,通过对逐圈测量系统采集所得数据进行分析,判断了数字反馈系统调试过程中的反馈效果。在改变六极铁电流以逐步改变储存环的色品值的过程中,通过逐圈测量系统观察了束流不稳定性,计算得到振荡增长时间和阻尼时间分别为0.258 ms和1.172 ms。并测量和计算了工作点、相空间等束流特性参数,分析了束流靠近和穿越5/9共振线的完整过程。     

改进的合肥光源逐束团流强测量方案

 对于多束团运行的储存环，逐束团流强的测量是研究注入填充和束流不稳定性阈值等的重要内容。介绍了加速器常用的一些逐束团监测手段，在此基础上，利用HLS（Hefei Light Source）现有的逐束团测量设备，并配合相应前端信号处理电路，进行了HLS储存环逐束团流强测量。实验线路方面，在传统的高频频率倍频信号检波的基础上，尝试了新的与同步方波信号检波的方法。分别在多束团和单束团情况下对HLS的束团流强进行了连续检测实验，对实验结果进行线性拟合，得到了定标结果，结果表明系统的1阶线性拟合标准偏差均在1%左右；最后对其中非线性部分的物理本质进行了解释。     

瓦级大功率InGaN蓝光LED的光色电特性

封装并测量了瓦级大功率InGaN蓝色发光二极管(LED)在不同正向电流I_F驱动下的光通量、电功率、发光效率、发射光谱和色品坐标等参数的变化。研究表明, 光通量与电功率随I_F的增大呈亚线性增加,而发光效率η则下降。当I_F从50 mA一直增大到450 mA左右时,发射光谱的峰值波长λ_p随I_F的增加发生蓝移,蓝移现象可能与InGaN蓝光LED芯片在较大电流时能带被拉平以及In成分的作用有关。当I_F大于500 mA或800 mA后,λ_p又发生红移,红移现象可能与大电流注入下InGaN蓝光LED芯片产生的热效应以及电子-空穴对辐射复合有关。此外,光谱的半峰全宽(FWHM)产生宽化现象,色坐标x和y值也发生变化。     

Commissioning experience with insertion devices at PETRA III

PETRA III is a new hard X-ray synchrotron radiation source, operating at 6 GeV with a beam current of up to 100 mA and extremely low horizontal emittance of 1 nm rad. Such low emittance is achieved by using two 100 m long damping wiggler sections which reduce the emittance by a factor of 4. Altogether the damping sections contain 20 wigglers of 4m length each. The emitted synchrotron radiation power produced by wigglers amounts to 420 kW at 100 mA beam current in total. In the new octant of PETRA III, there are 14 undulator beamlines, with a brilliance up to 10²¹ (s mrad² mm² 0.1% BW)⁻¹ which cover an energy range from 0.3 keV to more than 100 keV. The low emittance raises very high requirements to the field quality of the insertion devices. At first, it should not affect the positron beam trajectory. Secondly, the spectral properties of the radiation created, like the intensity of higher harmonics, should not be limited by the undulator field quality, but by the beam emittance effects in order to have some reserve for future machine upgrades or possible radiation demagnetization. This paper presents the current status of PETRA III insertion devices and describes intermediate commissioning results like impact of IDs on the positron beam orbit or photon beam and radiation problems.     

加速100 mA质子束的低β超导半波长谐振腔内的高阶模（英）

基于超导器的连续波运行的高流强质子/氘束被越来越多的大科学装置所采用。在流强低于10 mA情况下,用于加速低段粒子的超导腔的高阶模影响基本可以忽略,但是对于加速百mA强流的低超导腔,其高阶模损耗情况有待研究。近期北京大学设计并加工了一支=0.09、运行频率162.5 MHz的超导半波长谐振腔,用于研究非相对论低超导半波长谐振腔加速100 mA强流质子束时可能涉及到的关键物理问题。重点研究了这支半波长谐振腔内部高阶模损耗的问题,用时域和频域两种方法分别计算了腔的高阶模损失因子,同时计算了考虑加工误差下腔内发生高阶模共振激发的概率。     

HLS bunch current measurement system

Bunch current is an important parameter for studying the injection fill-pattern in the storage ring and the instability threshold of the bunch, and the bunch current monitor also is an indispensable tool for the top-up injection. A bunch current measurement (BCM) system has been developed to meet the needs of the upgrade project of Hefei Light Source (HLS). This paper presents the layout of the BCM system. The system based on a high-speed digital oscilloscope can be used to measure the bunch current and synchronous phase shift. To obtain the absolute value of bunch-by-bunch current, the calibration coefficient is measured and analyzed. Error analysis shows that the RMS of bunch current is less than 0.01 mA when bunch current is about 5 mA, which can meet project requirement.