HLS Ⅱ于光学的测量系统及其相关研究-核技术及应用专业毕业论文.docx

摘要摘要 摘要 摘要 束流横向尺寸是一台加速器的重要参数，直观有效地对束流横向截面进行测 量对一台加速器很重要。在直线加速器上，基于光学的横向截面诊断技术是一种 传统而被广泛应用的手段。而在电子储存环上，基于光学的束流诊断技术更是不 可替代的束流横向截面测量技术。 本文首先调研了用于直线加速器上的束流横向截面测量技术和测量直线加 速器束流发射度的传统方法和新兴方法；然后回顾了同步光成像法的缺点和改进 办法。介绍了各种类型的X射线成像法在各大加速器上的应用。介绍了束流横向 截面测量理论，包括束流发射度的概念，束流分布与束流尺寸，同步光的基本性 质。介绍了同步光干涉法测量束团尺寸的理论。介绍了HLS lI上测量直线加速器 发射度的原理。 本文在前人工作的基础上，围绕合肥光源重大维修改造工程(HLS 11)的注 入器束斑检测系统、同步光监视器、同步光成像法横向截面测量系统、同步光干 涉法横向截面测量系统开展了一系列研究。这些工作包括： 1)离线标定注入器束斑检测系统和同步光监视器的光学系统。标定了成像 法系统的放大倍数。对CCD的线性度进行标定。 2)针对储存环新的Lattice参数，利用SRW软件对成像法系统和干涉法系 统进行了模拟。对光学元件进行测试。分析了成像法测量的系统误差和随机误差， 对系统误差进行扣除得到实际的束团尺寸。 3)基于Window 7、LabVIEW 2011、CA Lab开发了束斑检测系统、同步光 监视器的客户端程序和直线加速器束流发射度测量程序。在Linux系统下，利用 areaDetector、Levmar、Medm和CSS boy开发了同步光成像法横向截面测量系统 和同步光干涉法横向截面测量系统的服务器端程序和客户端程序。 4)利用以上开发的程序测量了HI S II注入器束团尺寸和发射度与HLS II储 存环束团尺寸。并联合两个同步光横向截面测量系统测量了束流发射度和能散和 耦合系数，最后给出了实验结果。 以上系统已投入在HLS ll实际运行，在HLS¨的调试、验收和机器研究中起 到了重要作用。测量的束流发射度满足设计指标。同步光成像法测量系统对监控 机器状态很重要，可以准确测量束流水平尺寸和耦合系数较大时的垂直尺寸。同 步光干涉法系统可以准确测量束团横向尺寸。 本课题由国家自然科学基金项目111575181)和合肥光源重大维 修改造项目支持。 万方数据 摘要关键字：HI 摘要 关键字：HI S II同步光成像法干涉法横向截面发射度areaDetector 万方数据 Abs仃actAbst Abs仃act Abst ract Beam transverse size is a cruciaI accelerator parameter．It it very important to measure beam transverse profile intuitively and effectively．It is a traditional and widely used means which is based on opticaI techniques to measure beam transverse size for linac．Further more，means based on optical technique is not alternative to measure beam transverse size for electron storage ring． In this paper，we survey beam transverse profile measurement methods and emittance measurement method for Iinac at first．And then，we introduce the Iimit and its improvement of the traditional imaging method．An overview of the application of the×-ray imaging techniques at some accelerator is given． The theory of beam transverse profile measurement，such as the concept of emittance，beam distribution，beam size，and the properties of synchrotron radiation are introduced．And then，we introduce the theory of inter