合肥光源光電法束團(tuán)長度測量系統(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)提高和儲存環(huán)穩(wěn)定運行的重要因素。而束團(tuán)長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)。通過測量束團(tuán)長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，同時能夠分析環(huán)的整體阻抗特性。另外，束團(tuán)長度作為重要的縱向參數(shù)，環(huán)的很多物理量都依賴于該量。為此，作者研制了能夠在線測量束團(tuán)長度和縱向分布的測量系統(tǒng)。 同步光與儲存環(huán)中的束流信號具有相同的時間結(jié)構(gòu)，據(jù)此，時域測量該

2、同步光脈沖的時間結(jié)構(gòu)或者頻域測量脈沖的頻率成分計算都可以得到束團(tuán)的長度。根據(jù)該原理研制光電測量系統(tǒng)來檢測束團(tuán)長度和縱向分布。測量系統(tǒng)的性能對最后的測量結(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、高性價比、逐束團(tuán)測量和在線測量的設(shè)計目標(biāo)，本文調(diào)研并實踐了多種系統(tǒng)實現(xiàn)方案，其中時鐘是整個系統(tǒng)的核心。由于合肥光源的束團(tuán)長度約為300ps(多束團(tuán)模式)，時鐘的抖動值越大，測量結(jié)果的誤差越大。本文通過設(shè)計合適的電路，成功地

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