BPM测量束流纵向发射度与Twiss参数（英文）

在C-ADS直线加速器样机中,为了描述束流相空间分布,需要精确测量束流在RFQ出口处的参数。束流横向信息已通过发射度重构测量获得,束流光学也得到了验证。采用了一种用BPM的SUM信号测量束流纵向参数的方法。在实验中,调节两台聚束器的聚束腔压并记录其下游BPM上的SUM信号。通过粒子群算法和Trace Win模拟相结合的方法,得到了考虑空间电荷效应的测量结果。测得的发射度与Toutatis中的模拟值相近。     

多次改变聚焦强度法测量束流发射度

就“多次改变聚焦强度法测量束流发射度”,讨论了测量技术和测量装置的优化,包括薄透镜近似的合理采用,多点最小二乘拟合,截面测量靶轴向位置的优化选择,和测量软件系统的改进等,以提高发射度测量的准确性和可靠性.已将上述优化技术,应用于BEPC直线加速器上新建和改建的发射度测量装置,获得了满意的测量结果     

用修正三梯度法测量束流发射度

 介绍了修正三梯度法的原理和利用该方法测量发射度的实验装置。编写了基于束包络方程的数值拟合程序,并进行了模拟计算。用修正三梯度法对3.5MeV注入器出口处脉冲电子束的发射度做了时间分辨的测量。结果表明,当空间电荷力不可忽略时,该注入器输出的电子束脉冲期间中间部分束的发射度为1 040π·mm·mrad。     

利用针缝法测量强流栅控脉冲电子枪束流发射度

采用单缝单针法测量电子枪束流的发射度。用可移动的宽0.1mm单缝取样,与缝平行的直径为0.1mm匀速运动的探针接收穿过狭缝的束流。 缝、针距离为59mm,角分辨率为3.4mrad,系统最大接收度为0.64cm·rad。缝、针间设有平行度调节装置,提高了测量精度;狭缝板设有水冷结构,可承受较大的束流功率,采用良好的屏蔽及合理的二次电子抑制结构,清晰地测出了10~(-10)A量级的弱信号电流。所测相图的相对误差约为8％。利用该装置方便地测得了电子枪高压、栅控脉冲电压、阴极温度、脉冲流强等不同条件下的发射度变化。     

束流相空间与束流发射度椭圆的对应

研究了束流传输理论沿用的束流相空间与实测束流发射度椭圆之间的对应关系,推导了束流相空间参数与束流椭圆对应关系的表达式,为束流传输理论与束流测量实验之间的相互验证提供了直接依据。     

脉冲电子束发射度在线测量

本文介绍了一台用于脉冲电子束发射度在线测量装置的设计与调试,叙述了在线测试技术的物理基础及数据的自动获取与处理过程,在EPA-74脉冲加速器上用于无引导场FEL实验中束流发射度的测量,得到0.3～0.7mm rad的非归一化发射度。本装置也将用于SG-1FEL装置的束流发射度的测量。     

用修正三梯度法测量束流发射度

修正三梯度法（Modified Three Gradient Method，简称MTGM）是一种发射度的间接测量方法。     

强流离子束发射度测量技术

强流离子束的发射度测量与弱流相比有很多需要特殊考虑之处. 介绍了北京大学先后研制的三台强流离子束发射度测量仪所采用的测量和数据处理方法, 包括本底扣除和阈值设置、强流脉冲束的测量方法、误差的主要来源及其控制与校正等.     

粒子束团状态对测量束流发射度及能量的影响

为了验证国产质子注入器的参数是否满足需求,注入器团队设计了束流测量系统用于测量国产质子直线注入器束流的流强、发射度、能量以及能散等关键指标。此测量系统包含了采用变聚焦法测量发散度、采用分析磁铁测量束流能量和能散的主要功能。利用束流输运线设计软件Tracewin(版本2.11.4.1)进行了系统束线的物理设计,对束测系统测量质子束流的发散度和能量的精度进行了模拟计算。由于经过RFQ-(APF)DTL加速后的粒子束团为“拖尾”的非理想粒子束团,需要针对非理想束团对束测系统测量发射度和能量产生的影响进行分析。通过对模拟计算结果的分析,发现相对于测量理想粒子束团的结果非理想粒子束团对束测系统测量发射度精度影响较大;非理想粒子束团对束测系统测量能量精度影响较小。     

加速器束流测量中的数字系统设计

加速器束流测量系统中的数字技术主要是处理安装在真空管道里的探测器感应出的束流电信号, 这个电信号包含丰富的束流信息, 如束流位置, 工作点, 束团长度等, 所以采用一套数字化平台, 经过不同的软件分析, 就可得到许多的加速器束流参数. 本论文为建立这样一套数字化平台做了一些尝试, 设计了高速高精度采样处理系统, 它采用软件无线技术, 包含独立的四通道高速中频采样处理电路. 本系统已经在HLS上采用频率谐波法测量了束团长度, 另外在实验室配以RF前端模块模拟了BPM测量. 达到了预先的设计目标. 最后提出了对系统的改进, 可以采用Ethernet代替VME总线, 在500MHz直接采样, 及使用FPGA来实现DDC, DSP, FIFO, Ethernet等功能, 这些将是下一步设计目标, 最终实现商业化产品的目的.     

面向HIRFL-CSR主动式点扫描技术的剂量标定方法研究(英文)

基于HIRFL-CSR肿瘤重离子治疗终端主动式束流配送系统发展了面向三维点扫描适形调强治疗技术的在线监测器点扫描剂量标定方法。为了验证点扫描剂量标定方法的稳定性和可靠性,利用HIRFL-CSR提供的C离子束考察了在线监测器剂量标定因子的能量依赖以及不同扫描步长的影响。结果表明:在线监测器剂量标定因子存在能量依赖;不同扫描步长对剂量标定因子影响较小（偏差小于1.8%）。证明了点扫描剂量标定方法的稳定性和可靠性。鉴于在三维点扫描适形调强治疗技术中影响在线监测器点扫描剂量标定因子的因素较多,建议今后续继续研究点扫描剂量标定因子影响因素,修正和完善点扫描剂量标定方法。As an important step of the application of spot scanning technique to heavy ion therapy, an experimental calibration procedure of online beam monitors based on standard of absorbed dose to water has recently been developed for scanned pencil like carbon ion beam in the deep seated tumor therapy terminal at the Heavy Ion Research Facility in Lanzhou (HIRFL). In this work, creating homogeneous irradiation field with steerable spot beam was tested using a 207 MeV/u penci like carbon ion beam. Then the verification of energy dependence of the calibration factors (CFs) and the influence of scanning step on the CF were also shown, as a part of the heavy ion clinic dosimetry researches. The results showd that the monitor CF presented energy dependence and performed stable response with deviation of 1.8% for the variation of scan steps. In this paper, the suitability and effectiveness of beam monitor calibration procedure for dynamic particle beam delivery were verified and the further research points to improve the calibration procedure were suggested.     

一种新型液体浓度检测系统研究

以光电位置敏感器件作为接收器件,提出了一种利用双折射光透方法的液体浓度检测系统.该系统主要由半导体激光器、光学系统、位置敏感器件信号调理电路、单片机系统、A/D转换电路和显示电路组成.该检测方法的准确性进行了理论分析和实验仿真,并分析了影响检测结果的主要因素.实验表明,温度漂移和光源强度对本系统的影响非常小.     

光纤端面衍射场光束参数及其测量

基于非傍轴标量光束的传播理论和横截面上光强的精确描述,分析了光纤端面衍射场光束特征参数的解析表达式,并与傍轴近似条件下的结论进行了比较.证明了傍轴近似对于弱导光纤的合理性,但是随着光纤相对折射率差Δ增大,傍轴近似由于忽略了衍射角度,远场发散角角半径和M2因子比考虑衍射角度时偏小.最后提出了一种可行的实验测量光束参数的方法,这种方法没有忽略衍射角度影响,从理论上说,比傍轴近似更为客观可靠.     

随机电磁光束的广义斯托克斯参数实验测量

利用杨氏双缝和马赫曾德干涉提出一种检测随机电磁光束的广义斯托克斯参数的实验方法.部分相干光通过杨氏双缝后,用光阑、半波片和偏振片组成的马赫曾德干涉光路进行处理,检测干涉条纹的相干度和单个缝的光场强度,得到光束的交叉谱密度矩阵,进而得到光束的广义斯托克斯参数.实验结果表明,同方向偏振的光分量的空间相干度高于正交偏振方向的光分量.该方法可用于研究光束传播过程中的偏振特性和相干特性的变化.     

加速器束流测量中的数字系统设计

加速器柬流测量系统中的数字技术主要是处理安装在真空管道里的探测器感应出的束流电信号,这个电信号包含丰富的束流信息,如柬流位置,工作点,束团长度等,所以采用一套数字化平台,经过不同的软件分析,就可得到许多的加速器束流参数.本论文为建立这样一套数字化平台做了一些尝试,设计了高速高精度采样处理系?它采用软件无线技术,包含独立的四通道高速中频采样处理电路.本系统已经在HLS上采用频率谐波法测量了束团长度,另外在实验室配以RF前端模块模拟了BPM测量.达到了预先的设计目标.最后提出了对系统的改进,可以采用Ethernet代替VME总线,在500MHz直接采样,及使用FPGA来实现DDC,SP,IFO,thernet等功能,这些将是下一步设计目标,最终实现.商业化产品的目的.     

C波段腔式束流位置监测器的结构设计

设计出工作于TM110模式的C波段腔式束流位置监测器, 用MAFIA软件模拟谐振腔中的电磁场分布,并采用波导耦合的方法有效地解决了共模抑制问题, 给出其仿真结果. 计算了主要参数对于谐振腔频率的影响. 并利用超外差原理设计出微波信号处理电路, 最终转换成低频信号输出.     

聚酯材料在脉冲电子束辐照下的动力学效应与材料参数

对聚酯材料在电子束辐照下的动力学效应进行了研究。采用Monte Carlo方法,计算了脉冲电子束在聚酯材料中的能量沉积;采用流体动力学方法,对聚酯材料在电子束辐照下的热击波和喷射冲量进行了数值模拟;采用将喷射冲量和热击波压力的数值结果与实验测量结果进行逼近的方法,得到了聚酯材料的升华能约为1.1 kJ/g,Grüneisen系数的常态值约为0.2。     

双光束干涉法测量双棱镜的楔角

在双光束干涉实验中测量出干涉条纹间距,在波长已知的条件下计算出虚光源的间距。利用光的折射定律可推导出虚光源间距和双棱镜的楔角的关系,从而计算出双棱镜的楔角。     

延迟线位置偏差对太赫兹时域光谱系统的测量不确定度影响分析

太赫兹时域光谱技术可以快速准确地提取材料在太赫兹波段的光学常数。然而,其各组成部分在控制精度、响应误差、系统噪音以及实验操作、数据处理等方面的误差,将影响系统对材料光学常数提取的准确性。基于透射式太赫兹时域光谱系统的测量原理,分析了系统延迟线位置偏差对提取材料复折射率准确度的影响,建立了误差在样品测量过程中的传递模型,并利用MATLAB仿真了误差对提取样品复折射率影响。结果表明,样品折射率和消光系数的不确定度受到了系统延迟线位置偏差的影响,且系统延迟线位置偏差越大,样品的复折射率提取的不确定度也就越大。同时,相比消光系数,延迟线位置的偏差对样品折射率的不确定度具有更大的影响。该模型具有一定的实际意义和理论参考价值,可分析系统延迟线位置偏差对太赫兹时域光谱系统提取材料光学常数不确定度的影响,为优化太赫兹时域光谱系统提供理论指导。