合肥光源光電法束團(tuán)長(zhǎng)度測(cè)量系統(tǒng)研制和應(yīng)用研究.pdf

1、束流的縱向不穩(wěn)定性是制約流強(qiáng)提高和儲(chǔ)存環(huán)穩(wěn)定運(yùn)行的重要因素。而束團(tuán)長(zhǎng)度和縱向分布是反映束流縱向不穩(wěn)定性發(fā)生的閾值和不穩(wěn)定的強(qiáng)度的最主要指標(biāo)。通過(guò)測(cè)量束團(tuán)長(zhǎng)度和縱向分布隨流強(qiáng)等參數(shù)的變化，不僅能夠?qū)v向不穩(wěn)定性進(jìn)行檢測(cè)，同時(shí)能夠分析環(huán)的整體阻抗特性。另外，束團(tuán)長(zhǎng)度作為重要的縱向參數(shù)，環(huán)的很多物理量都依賴(lài)于該量。為此，作者研制了能夠在線測(cè)量束團(tuán)長(zhǎng)度和縱向分布的測(cè)量系統(tǒng)。 同步光與儲(chǔ)存環(huán)中的束流信號(hào)具有相同的時(shí)間結(jié)構(gòu)，據(jù)此，時(shí)域測(cè)量該

2、同步光脈沖的時(shí)間結(jié)構(gòu)或者頻域測(cè)量脈沖的頻率成分計(jì)算都可以得到束團(tuán)的長(zhǎng)度。根據(jù)該原理研制光電測(cè)量系統(tǒng)來(lái)檢測(cè)束團(tuán)長(zhǎng)度和縱向分布。測(cè)量系統(tǒng)的性能對(duì)最后的測(cè)量結(jié)果的精度和可信度具有至關(guān)重要的影響。為了能夠達(dá)到高精度、高靈活性、高性?xún)r(jià)比、逐束團(tuán)測(cè)量和在線測(cè)量的設(shè)計(jì)目標(biāo)，本文調(diào)研并實(shí)踐了多種系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)方案，其中時(shí)鐘是整個(gè)系統(tǒng)的核心。由于合肥光源的束團(tuán)長(zhǎng)度約為300ps(多束團(tuán)模式)，時(shí)鐘的抖動(dòng)值越大，測(cè)量結(jié)果的誤差越大。本文通過(guò)設(shè)計(jì)合適的電路，成功地

3、將時(shí)鐘的抖動(dòng)值控制在5ps以下，該抖動(dòng)值對(duì)束團(tuán)長(zhǎng)度的測(cè)量和束團(tuán)縱向分布的測(cè)量的影響可以忽略。另外，本文設(shè)計(jì)了單束團(tuán)選取電路，能夠在多束團(tuán)運(yùn)行模式下，實(shí)現(xiàn)逐束團(tuán)的測(cè)量。諧波法測(cè)量是實(shí)現(xiàn)在線測(cè)量的有效途徑。本文設(shè)計(jì)了諧波法測(cè)量電路，通過(guò)研制關(guān)鍵的頻率合成電路，能夠產(chǎn)生與束流信號(hào)精確同步的，在0.05～2.4GHz范圍內(nèi)的任意頻率的信號(hào)，能夠以最大的靈活性將束流的高頻成分下變頻。 束團(tuán)伸長(zhǎng)的原因同樣是本文研究的重點(diǎn)之一。通過(guò)測(cè)量單束團(tuán)