一种非正交对称条带束流位置监测器设计

介绍了一种条带束流位置监测器(BPM)的设计与仿真方法。在国家同步辐射实验室"太赫兹近场高通量材料物性测试系统"工程项目中,针对波荡器出口处真空室非正交对称性的问题,设计了矩形真空室和跑道形真空室下的两种非正交对称性条带BPM,并与传统的圆形真空室下条带BPM进行对比。基于边界元法,利用MATLAB软件分别对三种真空室下的条带BPM进行建模和仿真。仿真结果表明:相对于传统的圆形真空室下条带BPM,矩形和跑道形真空室下条带BPM灵敏度提高了30%,阻抗匹配误差相对降低了20%,束流位置拟合误差降低了80%。考虑加工精度,矩形真空室下的条带BPM更适用于该工程。     

单谐振腔束团长度监测器耦合结构设计与仿真

单谐振腔束团长度监测器利用谐振腔内的两个本征模式测量ps量级的电子束团长度,它的关键是如何将两个不同频率的模式互不干扰地耦合提取出来。为解决这个问题,基于低通和带通滤波器的理论,提出了同轴滤波耦合结构和膜片加载波导滤波结构,借助CST微波工作室对滤波器进行建模并仿真得到其S参数。为测试耦合器的应用效果,设计了一套带有该耦合结构的单谐振腔束团长度监测器探头,根据国家同步辐射实验室基于可调谐红外激光的能源化学研究大型实验装置FELiChEM的束流特点,在CST内对所设计的探头进行束流模拟仿真。仿真结果表明,该耦合器可以实现对特定模式的耦合,并有效降低其它模式的干扰,采用同轴滤波耦合结构和膜片加载波导滤波结构的谐振腔监测器可以实现对FELiChEM装置束团长度的高精度测量,测量误差小于2 %。     

聚乳酸/壳聚糖纳米纤维结构形成的影响条件及其生物矿化活性

以二氧六环/冰醋酸为溶剂体系,采用相分离法制备了聚乳酸(PLA)/壳聚糖(CS)复合纳米纤维结构的组织工程支架,探讨了不同CS含量、不同凝胶温度及不同分子量对PLA/CS复合支架纳米纤维结构的影响以及支架的生物活性。结果表明,凝胶温度对PLA/CS复合材料的纳米纤维结构影响较大,且随着温度的降低,结构的微观尺寸也逐渐增大,从纳米级上升到普通的尺寸结构;CS含量对PLA/CS复合支架的基体结构影响不大;实验范围内PLA分子量对PLA/CS复合支架的纳米纤维结构有重要影响:分子量大的样品,较易得到PLA/CS复合纳米纤维结构的材料,而分子量小的样品则不能得到纳米纤维结构。另外,生物矿化实验表明CS的添加有利于PLA/CS复合材料生物活性的提高。     

A waveguide overloaded cavity kicker for the HLS Ⅱlongitudinal feedback system

In the upgrade project of Hefei Light Source(HLSⅡ),a new digital longitudinal bunch-by-bunch feedback system will be developed to suppress the coupled bunch instabilities in the storage ring effectively.We design a new waveguide overloaded cavity longitudinal feedback kicker as the feedback actuator.The beam pipe of the kicker is a racetrack shape so as to avoid a transition part to the octagonal vacuum chamber.The central frequency and the bandwidth of the kicker have been simulated and optimized to achieve design goals by the HFSS code.A higher shunt impedance can be obtained by using a nose cone to reduce the feedback power requirement.Before the kicker cavity was installed in the storage ring,a variety of measurements were carried out to check its performance.All these results of simulation and measurement are presented.     

HLS Ⅱ储存环条带束流位置检测器的离线标定

针对合肥光源二期改造工程设计了一条带束流位置检测器(BPM), 用于储存环中束流参数在线测量。对条带BPM进行了位置信号的离线标定,采用差比和法和对数比法进行计算,获得了灵敏度系数、映射图和拟合经验多项式,发现采用对数比法得到的灵敏度大小和线性范围好于差比和法。对和信号进行离线标定,发现和信号相对中心位置处的归一化值在(-5 mm, -5 mm)到(5 mm, 5 mm)范围内变化不超过6%。该条带BPM也用来测量合肥光源储存环上束团横向四极振荡,所以需对横向四极分量进行标定。采用二维网格结构高斯加权法模拟高斯束团,使用差比和法进行计算,并将测量结果与模拟结果比较,发现横向四极分量随 (x2-y2)线性变化的灵敏度与模拟结果相同,均为0.001 1 mm-2。得到的拟合经验公式用于在线测量。     

HLS-Ⅱ储存环工作点测量系统的开发（英）

介绍了在合肥光源重大维修改造工程期间,开发的一套基于扫频激励法的工作点测量系统。测量系统硬件包括基于条带BPM的信号拾取电极、前端信号调理模块、一台带跟踪输出的信号分析仪N9000AEP、功率放大器以及用于激励束流的条带激励器。系统控制软件采用EPICS开发,基于EPICS Stream Device设计的输入输出控制器(soft IOC)运行在服务器虚拟机中,通过VXI11协议进行通信实现对信号分析仪的控制和数据获取;用户操作界面采用EPICS平台下的EDM开发,通过Channel Access与IOC通信。在HLS-II储存环上对工作点测量系统进行了在线的调试。调试结果说明,在扫频范围为2.1 MHz到4.1 MHz时,工作点测量系统的统计分辨率在水平方向上好于0.000 3,在垂直方向上好于0.000 2。     

HLSⅡ新的注入器束流强度测量系统

合肥光源升级改造任务已基本完成,注入器实现满能量注入。为适应新的注入器束流强度的测量需求,设计了新的注入器束流强度测量系统,该系统利用安装在真空腔上的3个快速束流变压器(FCT)和2个积分束流变压器(ICT),能够实现束流流强和电荷量的非拦截实时测量。为了准确获取束流参数,首先对束流变压器(CT)传输电缆进行了在线和离线标定;由于ICT输出信号信号幅度较小,噪声大,设计了低噪声前置放大器以改善信噪比;考虑低频谐波噪声和Kicker噪声的干扰,软件中通过适当的算法对噪声进行了处理;最后给出了部分在线实验结果。实验结果表明,束流传输效率约为27.4%,注入效率约为44.3%。     

A new measurement method for electrode gain in an orthogonally symmetric beam position monitor

The new beam position monitor (BPM) system of the injector at the upgrade project of the Hefei Light Source (HLS Ⅱ) has 19 stripline beam position monitors. Most consist of four orthogonally symmetric stripline electrodes. Differences in electronic gain and mismachining tolerance can cause changes in the beam response of the BPM electrodes. This variation will couple the two measured horizontal positions, resulting in measuring error. To alleviate this effect, a new technique to measure the relative response of the four electrodes has been developed. It is independent of the beam charge, and the related coefficient can be calculated theoretically. The effect of electrode coupling on this technique is analyzed. The calibration data is used to fit the gain for all 19 injector beam position monitors. The results show the standard deviation of the distribution of measured gains is about 5%.     

Positive-negative birefraction phenomenon for TM polarization in annular photonic crystal

We propose a two-dimensional (2D) annular photonic crystal (APC) with dual equi-frequency contours (EFCs) in one band. The refractive behaviors of a Gaussian beam incident from air to the APC are analyzed by the EFC analysis and finite-diflerence time-domain (FDTD) method. The results show the positive-negative birefraction phenomenon for the transverse magnetic (TM) polarization in the same band occurs at the interface between air and the APC, and the surface termination of the APC has a large effect on the strength of the negatively refracted beam.     

一种紧凑的、可调的、基于缺陷共振的光开关

采用平面波展开法(PWM)和时域有限差分(FDTD)法,研究光在含点缺陷的光子晶体波导中的传输特性.计算结果表明,通过引入两共振腔(点缺陷),处于共振频率附近的光波将被完全反射回光子晶体波导.由于共振频率随点缺陷的折射率的变化而改变,这种现象可用来设计可调光开关. 关键词： 光子晶体波导 缺陷共振 光开关 透射率