合肥光源同步光位置測(cè)量中關(guān)鍵技術(shù)的研究.pdf

1、軌道穩(wěn)定性是同步輻射光源一個(gè)極其重要的性能指標(biāo)，穩(wěn)定的同步輻射光束直接決定著同步輻射實(shí)驗(yàn)結(jié)果的優(yōu)劣；對(duì)于高穩(wěn)定性高精度的同步輻射光源用戶而言，測(cè)量并穩(wěn)定光源點(diǎn)束流的位置漂移和角度變化尤為重要。測(cè)量同步光的位置，主要依靠前端同步光位置檢測(cè)器的研制，以及后端同步光位置信號(hào)處理器的開(kāi)發(fā)；而穩(wěn)定同步光的位置，則依賴(lài)于同步光位置反饋系統(tǒng)的研究。本論文參考國(guó)外光源的先進(jìn)技術(shù)，對(duì)合肥光源同步光位置測(cè)量和穩(wěn)定技術(shù)中的關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了研究：精確測(cè)量同步光的

2、位置，進(jìn)一步穩(wěn)定特定光源點(diǎn)同步光的位置和角度，提高光的品質(zhì)。
　　 常用于彎鐵光束線進(jìn)行同步光位置測(cè)量的二刀片型同步光位置檢測(cè)器、二分割三角型同步光位置檢測(cè)器和雙絲型同步光位置檢測(cè)器都只能進(jìn)行垂直方向的同步光位置測(cè)量，無(wú)法同時(shí)進(jìn)行水平和垂直兩個(gè)方向的同步光位置測(cè)量，為此我們購(gòu)置了中電集團(tuán)44所的InGaAs型探測(cè)器產(chǎn)品四象限光位置檢測(cè)器，并將其應(yīng)用在合肥光源機(jī)器研究光束線PSD支線末端，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明四象限光位置檢測(cè)器的靈敏度和線

3、性范圍均較好，并且可以同時(shí)對(duì)水平和垂直兩個(gè)方向的同步光位置進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間精確穩(wěn)定的測(cè)量。
　　 常用的二刀片型同步光位置檢測(cè)器、二分割三角型同步光位置檢測(cè)器和雙絲型同步光位置檢測(cè)器的靈敏度受狹縫變化的影響很大（即受同步光尺寸變化的影響很大），參考國(guó)外光源的先進(jìn)技術(shù)，我們?cè)趪?guó)內(nèi)首次進(jìn)行了交錯(cuò)刀片型同步光位置檢測(cè)器的研制，并提出了比值和對(duì)數(shù)比兩種新的計(jì)算方法應(yīng)用于交錯(cuò)刀片型同步光位置檢測(cè)器光電流信號(hào)的處理。理論模擬和分析的結(jié)果表明，交錯(cuò)

4、刀片型同步光位置檢測(cè)器的靈敏度只跟它的結(jié)構(gòu)參數(shù)有關(guān)，基本可以忽略同步光尺寸對(duì)于其靈敏度的影響。
　　 合肥光源現(xiàn)有的兩套同步光位置測(cè)量系統(tǒng)：基于VXI總線的同步光位置測(cè)量系統(tǒng)，僅支持差比和算法，且線性范圍較??；自制的對(duì)數(shù)比同步光位置測(cè)量系統(tǒng)，僅支持兩路光電流信號(hào)的輸入。兩套系統(tǒng)均不能滿足新研制交錯(cuò)刀片型同步光位置檢測(cè)器的數(shù)據(jù)處理要求。為此我們引進(jìn)了斯洛文尼亞IT公司開(kāi)發(fā)的成熟商業(yè)化數(shù)字信號(hào)處理器LiberaPhoton，并在合肥

5、光源進(jìn)行了應(yīng)用研究，其可以有效地支持多路輸入信號(hào)進(jìn)行差比和以及對(duì)數(shù)比的運(yùn)算，全面提升系統(tǒng)的性能。
　　 合肥光源現(xiàn)有儲(chǔ)存環(huán)束流軌道慢反饋系統(tǒng)，僅對(duì)于全環(huán)24個(gè)束流位置檢測(cè)器處的束流位置進(jìn)行反饋校正，對(duì)于光源點(diǎn)的同步光位置和角度，則無(wú)法進(jìn)行校正。雖然進(jìn)行了基于單個(gè)同步光位置檢測(cè)器的同步光位置慢反饋控制系統(tǒng)的研究調(diào)試，但其校正的是該同步光位置檢測(cè)器處的同步光位置，對(duì)于光束線其他位置的同步光位置校正效果不佳，同時(shí)也沒(méi)有實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)的反饋。