试述流流电子注入器中基于条带检测器多束流参数测量技术及运用

论文导读：
摘要：作为合肥光源电子注入器的电子直线加速器和输运线,其束流运转的状态直接影响储存环电子注入的效率,以而对合肥光源储存环束流的运转和同步辐射光的品质具有重要的影响。为了能够在不影响注入的情况下,实时的测量实际注入储存环的束流的位置、发射度、流强和能散等参数,提出了基于条带检测器的注入器非拦截多参数束流测量技术的探讨计划,为合肥光源直线加速器和输运线以及升级改造后的合肥光源注入器设计一系列基于条带检测器的束流位置、束流流强、束流发射度和束流能散的测量系统,成为合肥光源为用户提供高稳定高品质同步光的重要诊断装置。本论文首先浅析了利用条带检测器进行直线加速器束流位置测量、流强测量、发射度测量和能散测量的原理和策略,详细推导了利用条带束流位置检测器(BPM)和八电极束流能散检测器(BE)的感应信号进行位置测量和提取σx2-σy2分量的差比和和对数比两种不同策略的一系列公式。同时浅析了全新设计的四轴对称八电极BE的优点与特性。针对合肥光源重大维修改造工程的计划和要求,详细介绍了条带BPM和八电极BE的物理结构的设计和电极张角、半径和长度等物理参数的确定,以及电极耦合浅析、分辨率等相关性能的计算。基于两套不同的信号获取处理系统,研制了两套离线标定系统,采取天线法分别对短条带BPM样机和试验型八电极BE进行了标定实验,得到了电位置、四极分量、和信号等相关的拟合公式,减少了将来在线束流位置、流强、发射度和能散测量的误差。同时对购买的单次通过数字束流位置处理器Libera Brilpance Single Pass进行了相关的验收测试。利用目前合肥光源直线加速器和输运线上已有的条带BPM、束流变压器、四极铁等设备和Libera Brilpance Single Pass,完成了基于条带检测器的束流位置测量系统、流强测量系统和发射度测量系统的搭建,并进行了相关在线测量实验,得到了束流位置、流强、发射度的测量结果。最后介绍了HLS升级改造后的注入器基于条带检测器的多束流参数测量系统的设计情况。本课题由国家自然科学基金项目(10875117,11175173)支持。关键词：条带检测器论文非拦截论文八电极BE论文束流位置论文束流流强论文发射度论文能散论文四极分量论文差比和论文对数比论文灵敏度论文标定论文Libera论文Brilpance论文Single论文Pass论文
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Abstract6-8
目录8-11
第一章 绪论11-33

1.1 探讨作用11-14

1.2 国内外探讨近况14-31

1.2.1 束流位置测量14-19

1.2.2 束流流强测量19-22

1.2.3 束流横向尺寸和发射度测量22-28

1.2.4 束流能散测量28-31

1.3 论文主要内容和革新点31-33

第二章 基于条带检测器多束流参数测量的论述探讨33-63

2.1 束流位置测量33-43

2.

1.1 条带电极时域频域响应33-35

2.

1.2 条带BPM论述计算公式35-39

2.

1.3 束团尺寸和位置偏移对BPM位置测量的影响39-43

2.2 束流流强测量43-46

2.1 BPM测流强原理43-44

2.2 束团尺寸和位置偏移对BPM流强测量的影响44-46

2.3 束流四极分量和发射度测量46-54

2.3.1 BPM测发射度原理46-50

2.3.2 条带BPM电信号提取σ_x~2-σ_y~2分量50-51

2.3.3 束团尺寸和位置偏移对四极分量测量的影响51-54

2.4 束流能散测量54-63

2.4.1 条带检测器测能散54-55

2.4.2 四轴对称八电极BE的论述计算公式55-59

2.4.3 两种八电极检测器的比较59-63

第三章 条带BPM和八电极BE的设计与计算63-85

3.1 合肥光源重大维修改造工程63-66

3.

1.1 注入器改造计划63-66

3.

1.2 注入器束测系统改造计划66

3.2 条带BPM的设计与计算66-78
3.

2.1 物理结构计算66-67

3.

2.2 阻抗匹配67-71

3.2.3论文导读：76-783.3八电极BE设计与计算78-853.3.1物理结构计算783.3.2阻抗匹配78-803.3.3电极耦合浅析80-833.3.4分辨率83-85第四章条带BPM和八电极BE的标定85-1134.1标定系统85-874.2信号获取系统87-984.2.1合肥光源对数比处理系统87-904.2.2单次通过数字束流位置处理器90-984.3条带BPM基于对数比处理系统的标定98-103
电极耦合浅析71-76

3.

2.4 分辨率76-78

3 八电极BE设计与计算78-85

3.1 物理结构计算78

3.2 阻抗匹配78-80

3.3 电极耦合浅析80-83

3.4 分辨率83-85

第四章 条带BPM和八电极BE的标定85-113

4.1 标定系统85-87

4.2 信号获取系统87-98

4.

2.1 合肥光源对数比处理系统87-90

4.

2.2 单次通过数字束流位置处理器90-98

4.3 条带BPM基于对数比处理系统的标定98-103
4.

3.1 位置标定结果99-100

4.

3.2 二维网格结构高斯加权100-102

4.

3.3 四极分量的标定结果102-103

4.4 条带BPM基于Libera Brilpance Single Pass的标定103-107

4.1 位置标定结果104-105

4.2 四极分量的标定结果105-106

4.3 和信号标定结果106-107

4.5 八电极BE基于Libera Brilpance Single Pass的标定107-113

4.5.1 位置标定结果108-111

4.5.2 四极分量标定结果111-113

第五章 合肥光源直线加速器基于条带检测器束流测量系统的测量和运用113-139

5.1 束流位置测量114-124

5.

1.1 测量系统构成114-116

5.

1.2 测量碰到的不足及解决策略116-120

5.

1.3 束流位置测量结果120-123

5.

1.4 位置测量误差浅析123-124

5.2 束流流强测量124-127
5.

2.1 束流变压器的定标124-125

5.

2.2 流强测量结果125-127

5.

2.3 流强测量误差浅析127

5.3 束流发射度测量127-134
5.

3.1 四极铁的基本数据128-129

5.

3.2 发射度测量结果129-133

5.

3.3 发射度测量误差浅析133-134

5.4 升级改造后注入器基于条带检测器束流测量系统的设计134-139
5.

4.1 束流位置和轨道测量系统134-135

5.

4.2 束流流强测量系统135

5.

4.3 束流发射度测量系统135-136

5.

4.4 束流能散测量系统136-139

第六章 总结和展望139-141

6.1 总结139-140

6.2 展望140-141

参考文献141-147
致谢147-149
在攻读博士学位期间发表的论文149-150