双稳调参高频共振机理

针对双稳系统的高频信号响应,探讨了双稳调参的高频共振机理.研究表明,二次采样频率变换并不改变双稳结构直接在原系统结构上在与高频映射对应的低频处实现共振,而双稳系统参数调节是调参改变双稳结构并直接在高频处实现共振.双稳系统参数调节之所以能够实现高频随机共振,是因为同时调节双稳系统两参数可使Kramers逃逸速率不存在极限值,突破了随机共振信号频率必须在小频率范围内的限制. 关键词： 双稳系统 高频共振 二次采样频率变换 系统参数调节     

基于PSpice的半导体激光高频调制系统设计

为了实现高频率的调制激光输出,设计了一种驱动系统由信号放大、电流调制、过流保护和具有慢启动功能的直流偏置电路高度集成的半导体激光高频调制系统。此系统采用了结构简单的直接调制方式,运用线性调频的高频信号去控制半导体激光器发射激光的强度,从而实现高频调制。在运用OrCAD/PSpice对高频调制驱动系统进行模拟仿真的基础上,最终研制出的半导体激光高频调制系统实现了频率为40.02 MHz、直流偏置为493.326 mA、正弦波调制电流峰峰值为850 mA的高频调制输出,调制激光平均功率为300 mW。     

BEPCⅡ高频功率源技术要求和设计

北京正负电子对撞机升级改造工程(BEPCⅡ)将采用频率为500MHz的高频系统取代现有的200MHz高频系统,其对撞模式的束流流强设计指标为0.91A, 这对高频功率源提出了很高的要求. 本文根据BEPCⅡ总体指标和高频系统的相关技术参数, 提出了其高频功率源的总体布局、技术指标和设计要求以及配套设施的设计方案,在此基础上我们已完成了第一套高频功率源的安装和调试, 并通过了专项和整机的测试验收.     

合肥储存环高频系统的调整

讨论了合肥光源高频系统参数对束流流强的影响.在合肥储存环闭轨校正实验中,发现束流轨道有较大的变化,为此对高频系统的频率、腔温等参数进行了必要的调整.此项工作对二期工程高频系统改造也具有指导意义.     

合肥光源慢加速过程中高频系统的调节

 合肥光源是一台专用同步辐射光源，它在低能注入积累束流，然后同步地把束流加速到高能并在储存环中稳定运行。在加速过程中，粒子的同步辐射能量损失迅速增加，束流负载效应发生变化，需要相应地调节高频系统参数保持束流稳定。讨论了合肥光源加速过程中高频系统可能的两种高频系统调节方式以及高能情况下高频系统的最佳运行状态。     

BEPCⅡ高频系统的建造

北京正负电子对撞机二期(BEPCⅡ)的高频系统已于2006年11月投入运行,它包括了3个子系统:超导腔、发射机和低电平控制系统.与以前的高频系统相比,工作频率由200MHz变为499.8MHz,超导腔取代了常温腔.在过去一年的运行中,高频系统表现良好,达到了设计指标.     

HIRFL高频腔体功率耦合匹配实验研究

 介绍了HIRFL主加速器SSC高频腔体功率馈入耦合匹配系统的研究，实验结果表明，通过改变耦合环角度可更好地实现高频腔体和高频发射机之间的匹配，提高了高频腔体电压和高频发射机的工作效率。     

台肥储存环高频系统的调整

讨论了合肥光源高频系统参数对束流流强的影响。在合肥储存环闭轨校正实验中，发现束流轨道有较大的变化，为此对高频系统的频率、腔温等参数进行了必要的调整。此项工作对二期工程高频系统改造也具有指导意义。     

冷头结构对高频热驱动脉中管制冷机性能影响研究

本文介绍了最低制冷温度达60.5 K的高频300 Hz热驱动单级脉冲管制冷机.为进一步提高耦合系统热效率,在数值计算的指导下,系统研究了高频脉冲管制冷机冷头结构对耦合系统性能的影响特性.采用4.0 MPa氦气为工质,在发动机端加入600 W加热量获得了60.5 K的无负荷最低制冷温度,这是目前国际上报道的高频热驱动单级...     

HIRFL注入器高频腔体与高频机的匹配

 叙述了兰州重离子加速器注入器(SFC)高频系统的200 kW高频机与高频腔体的功率匹配,匹配测量系统的工作原理,以及对匹配系统的改进和完善,并对高频腔体的输入阻抗和耦合电容进行了计算。为提高高频系统的稳定性和可靠性,对影响高频功率传输和D电压提高的问题进行了深入的研究和改进。采用矢量阻抗仪冷态测量腔体匹配阻抗的方法和一些相应的技术和措施,用矢量电压表动态测量功率输出级的相位差,判断D电路是否工作在匹配状态,从而使SFC的D电压由原来的50~65 kV（不稳定）提高到稳定工作的105 kV,改善了SFC的工作状态和保证了SFC的高效运行。     

31.02 MHz回旋加速器谐振腔Dee电压的标定

中国科学院近代物理研究所医用重离子加速器(HIMM) 高频系统31.02 MHz回旋加速器谐振腔已完成设计加工和腔体的老炼,并投入正常运行。高频腔体的设计峰值Dee 电压要求达到70 kV,但是Dee 电压准确计算比较困难,可以通过CST 仿真软件对腔体进行模拟得到高频腔体的RP=Q0 值,结合输入到腔体的实际功率,计算出腔体的实际电压值。为了验证Dee 电压的准确性,在相同的腔体输入功率条件下,利用韧致辐射法测量腔体电压,测量结果与计算结果误差在0.6% 以内。The 31.02 MHz cyclotron RF system of Heavy Ion Medical Machine (HIMM) in IMP(Institute of Modern Physics, Chinese Academy of Sciences) has completed the design and commssioning,and now has already been put into operation. Its peak voltage requires 70 kV, but the precise calculation of the Dee voltage is still a difficulty problem, we can get the value Rp/Q0 of the cavity by CST simulation, and then combining the actual input power for cavity to calculate the real Dee voltage. In order to verify its accuracy, we use the bremsstrahlung method to test the cavity voltage under the condition of same input power. The error between test results and calculation is less than 0.6%.     

Flat-top system of the DC-280 cyclotron

The flat-top cavity of the radio-frequency accelerating system designed at the Flerov Laboratory of Nuclear Reactions, Joint Institute for Nuclear Research, for the DC-280 cyclotron is described. The cyclotron is intended for increasing the capabilities and efficiency of experiments on the synthesis of super-heavy elements and an investigation of their nuclear physical and chemical properties. The DC-280 isochronous heavy-ion cyclotron will produce accelerated beam of ions in the range from neon to uranium. The parameters, design, and results of the experimental and 3D computer modeling of the flat-top cavity of the RF accelerating system of the DC-280 cyclotron are reported.     

RF cavity simulations for superconducting cyclotron C400

Compact superconducting isochronous cyclotron C400 [1] has been designed at IBA (Belgium) in collaboration with the JINR (Dubna). This cyclotron will be the first cyclotron in the world capable of delivering protons, carbon and helium ions for therapeutic use. ¹²C⁶⁺ and ⁴He²⁺ ions will be accelerated to 400 MeV/u energy and extracted by electrostatic deflector, H₂⁺ ions will be accelerated to the energy of 265 MeV/u and extracted by stripping. It is planned to use two normal conducting RF cavities for ion beam acceleration in the cyclotron C400. Computer model of the double gap delta RF cavity with 4 stems was developed in the general-purpose simulation software CST STUDIO SUITE. Necessary resonant frequency and increase of the voltage along the gaps were achieved. Optimization of the RF cavity parameters leads us to the cavity with quality factor about 14000, RF power dissipation is equal to about 50 kW per cavity.     

750 keV射频四极注入器射频结构的优化

 设计了750 keV,201.25 MHz的RFQ注入器的射频结构,对四杆型RFQ结构进行了简要的理论分析,在束流动力学设计的基础上,对射频结构进行了优化。研究了四杆型RFQ结构中支撑板高度、宽度、厚度、间距、形状、外腔体半径等因素对射频特性的影响,进行了优化设计并给出了主要的结构参数及射频特性的设计结果。优化设计得到的四杆型RFQ腔体长度126 cm,在极间电压80 kV时,峰值功率损耗为115.95 kW,二极场因子为1.004,电场沿轴向分布比较均匀,偏差小于3.5%,满足了物理需求。     

Intelligent low-level RF system by non-destructive beam monitoring device for cyclotrons

The project of a 10 Me V PET cyclotron accelerator for medical diagnosis and treatment was started at Amirkabir University of Technology in 2012. The low-level RF system of the cyclotron accelerator is designed to stabilize acceleration voltage and control the resonance frequency of the cavity. In this work an Intelligent Low Level Radio Frequency Circuit or ILLRF, suitable for most AVF cyclotron accelerators, is designed using a beam monitoring device and narrow band tunable band-pass filter. In this design, the RF phase detection does not need signal processing by a microcontroller.     

紧凑型回旋加速器物理问题及调束技术

介绍了紧凑型回旋加速器CYCIAE-100的特点及设计过程中重点考虑的一些物理问题,如紧凑型直边扇磁铁结构的轴向聚焦、异性高频谐振腔的设计、空间电荷效应等。研究了该加速器的调束技术,包括调束方案、诊断设备布局及径向靶测量的束流信息、物理图像。CYCIAE-100的主磁铁设计中,为降低磁铁和高频腔的加工难度而采用直边扇形磁极,为解决直边扇形磁极在大半径处的轴向聚焦力下降的问题,采用变气隙技术,从而有效提高轴向聚焦力。采用自行开发的基于PIC技术的宏离子模拟程序OPAL-CYCL进行了空间电荷效应的研究,结果表明,CYCIAE-100的极限流强为10 mA。     

LOW POWER MEASUREMENTS ON THE NEW RF OUTPUT SYSTEM OF A 170 GHZ, 2 MW COAXIAL CAVITY GYROTRON

The design of the quasi optical (q. o.) RF output system for the first industrial prototype of the European 170 GHz, 2 MW, CW coaxial cavity gyrotron for electron cyclotron heating and current drive in ITER has been verified at a low power level. Results of measurements with a high quality TE_34,19-mode generator are in good agreement with the design calculations. This strengthens the confidence both to the employed design codes and to the manufacturing quality of the launcher and mirrors.     

100MeV强流回旋加速器射频数字低电平系统研制

介绍了100MeV射频低电平控制系统的设计及其桌面实验的组成. 通过实测, 验证了他激模式下幅度控制环路和相位控制环路中实现数字式控制的可行性. 初步测试数据及调试过程均表明数字式控制可用于100MeV回旋加速器的射频低电平控制系统.     

非均匀传输线型谐振腔的研究

 分析了周期性电容盘片加载的同轴线的传输特性,并将其应用于四分之一波长线谐振腔,利用传输线理论和数值模拟两种方法分析了这种腔体的谐振特性,得到了谐振频率、Q值与盘片半径、盘片个数间的关系,并论证了这种方法在减小腔体尺寸方面的可行性及在一台质子回旋加速器腔体中的应用。