第三代同步辐射光源储存环支撑组件振动控制研究

第三代同步辐射光源对束流轨道稳定性要求很高, 上海光源是一台在建的第三代光源, 束流位置稳定度要求达到微米乃至亚微米级. 地基振动会使储存环磁聚焦结构中的各种元件发生机械振动引起随时间变化的束流闭合轨道畸变, 影响束流轨道稳定性. 上海光源场地振动幅值大, 需要研究措施控制机械组件的振动. 阻尼减振是一种有效的振动控制方法, 针对上海光源储存环机械组件, 作者设计了一种阻尼减振方案. 试验结果表明, 该方案能有效地控制机械组件的振动. 这对于保证上海光源的束流稳定性要求有积极意义.     

上海光源储存环主支撑减振研究

 上海光源是一台在建的第三代同步辐射光源,对束流轨道稳定性要求很高。由磁铁和支架组成的支撑组件的机械稳定性是影响束流轨道稳定性的重要因素。对主支撑组件样机的测试结果表明,其最低共振频率处放大倍数为50左右,超过要求5倍。因此,需要研究相应的减振措施。利用阻尼减振原理设计了一种约束阻尼结构。在样机上的测试结果表明,安装该装置后,支撑组件的共振放大倍数最大可以降低91.8%,对应的功率谱密度的峰值可以降低25 dB。因此,该装置可以用来增加支撑的稳定性。     

第四代同步辐射光源物理设计与优化

近十年来,世界上开始大力发展第四代同步辐射光源——衍射极限储存环光源。目前我国正在建设或立项建设两台第四代同步辐射光源:高能同步辐射光源和合肥先进光源。从储存环磁聚焦结构设计与优化、束流注入与集体效应等方面,对第四代同步辐射光源的物理设计与优化进行了介绍;对国际范围内第四代储存环光源装置的研制情况进行了介绍。     

机器学习在储存环轨道校正中的应用研究

X射线同步辐射光源,是现代科学研究中最强大的工具之一。位于中国上海的上海光源,是一台能量为3.5 GeV的先进的第三代中能同步辐射光源。第三代同步辐射光源要提供高亮度、高稳定性的同步辐射来满足实验条件要求苛刻的前沿研究,因此对束流的轨道稳定性有很高的要求。为此,采用机器学习算法进行电子束轨道的控制和反馈。这种基于神经网络的轨道校正方法不依赖于具体的响应矩阵,建立非线性映射关系,并且还可以进行连续的在线再训练,对上海光源的轨道校正和提高束流轨道稳定性有重要意义。     

基于MATLAB的HLS束流轨道慢反馈控制系统

束流轨道稳定性是同步辐射光源的重要性能指标, 直接影响实验线站光通量的稳定性. 介绍了在合肥光源储存环上实现束流轨道慢反馈校正的研究与实验工作, 目前合肥光源的全环垂直轨道的稳定性为Δy<±30μm, 从而使轨道的稳定性达到了国际同类机器先进水平.     

低能区衍射限储存环同步辐射的应用浅析

在科学技术新需求的推动下,同步辐射光源持续往前发展。目前,同步辐射装置发展已历经三代,正处于第四代同步辐射光源蓬勃发展阶段。基于衍射极限储存环的同步辐射装置是第四代同步辐射光源的典型代表之一。第四代同步辐射光源主要发展趋势是进一步减小电子束流发射度,使光源具有极好的横向相干性,以及产生圆截面辐射的能力。如果束流发射度降至光学衍射极限“辐射波长/4π”,其亮度比第三代同步辐射光源高2个数量级。这种同步辐射光源在性能上发生的质的飞跃,将给同步辐射实验技术带来实质性的突破,从而给前沿科学技术研究和现代产业发展带来全新的机遇。从国际同步辐射发展趋势入手,首先介绍低能区衍射限储存环光源的特色和性能,然后介绍其带来的同步辐射实验技术的进步,并浅析低能区衍射限储存环光源在材料科学、能源科学、生命科学和环境科学上的应用,以及其带来的产业机遇。最后,总结和展望了低能区衍射限储存环光源带来的技术突破和潜在的应用前景。     

基于MATLAB的HLS束流轨道慢反馈控制系统

束流轨道稳定性是同步辐射光源的重要性能指标,直接影响实验线站光通量的稳定性.介绍了在合肥光源储存环上实现束流轨道慢反馈校正的研究与实验工作,目前合肥光源的全环垂直轨道的稳定性为Ay<±30μM,从而使轨道的稳定性达到了国际同类机器先进水平.     

束流轨道快校正磁铁电源研究进展

快校正磁铁电源能够对束流轨道的偏离进行快速校正,提升同步辐射光源运行的可靠性。随着第四代衍射极限储存环(DLSR)光源品质的进一步提高,为了保证束流轨道的稳定性,快速轨道反馈(FOFB)系统对校正磁铁电源的性能也提出了更高的要求。针对先进同步辐射光源FOFB系统对快校正磁铁电源的需求,将目前国内外第四代同步辐射光源束流轨道快速校正磁铁电源的研究成果分为线性电源和开关电源两类,对各方案的拓扑结构、控制策略以及性能参数的特点等进行了简要对比分析,可以看出目前国内外正在研制的快校正磁铁电源响应带宽基本可以达到5 kHz甚至10 kHz水平,线性电源的低纹波噪声特性具备应用优势但需要关注效率低的问题;开关电源方案具有高效、模块化等特点,如果可以有效解决纹波噪声问题,将会更广泛地应用在快校正磁铁电源的设计中。     

合肥光源储存环束流软慢加速控制

 合肥光源储存环为非满能量注入,束流以200MeV的能量注入到储存环后慢加速到800MeV。介绍了慢加速的理论依据及储存环主电源控制系统的硬件结构,详细描述了束流软慢加速方法中的慢加速表计算及慢加速过程控制。机器运行结果表明:软慢加速方法控制灵活,慢加速过程运行平稳,束流损失很少,能很好地满足合肥光源机器运行和研究的需要。     

上海光源储存环工作点测量系统

报道了工作点测量技术的研究现状,对束流频谱分析用于工作点测量的方法进行了详细说明。介绍了上海光源储存环工作点测量系统的物理需求、方案设计、硬件结构及关键设备选型。采用束流实验的方法对系统配置参数进行优化,对系统测量误差及分辨力进行测试评估,讨论了测量系统不同工作模式的优缺点,并给出加速器不同运行阶段应该采用的运行模式。优化后的上海光源工作点测量系统,其系统测量误差小于0.000 1,测量分辨力好于0.000 05,测量过程对束流轨道及等效束斑尺寸的扰动控制在μm量级,现已在上海光源运行及机器研究中投入实用。