波荡器动力学积分场效应及其磁场垫补方法的研究
张淼
学位类型博士
导师周巧根
2016
学位授予单位中国科学院研究生院(上海应用物理研究所)
关键词动力学积分场 工作点漂移 磁场垫补 波荡器
摘要波荡器动力学积分场是指磁场沿运动电子轨迹的积分,会引起束流工作点漂移、动力学孔径减少和束流寿命缩短等,其效应反比于电子能量的平方,正比于波荡器磁场的横向不均匀性。“APPLE-II”型可变椭圆极化波荡器磁结构会产生严重的磁场横向不均匀性,尤其是对于垂直线极化模式,其动力学积分场效应及其磁场垫补方法研究是国际粒子加速器领域的研究热点。作为中等能量同步辐射光源,上海光源首期的波荡器没有研究其动力学积分场效应,但是随着越来越多的波荡器的安装运行,动力学积分场效应对束流的影响将越来越严重,不能再忽略。上海光源目前已经实现“恒流注入”运行,波荡器动力学积分场效应会影响束流的注入效率,甚至影响“恒流注入”注入模式的稳定运行。上海光源“梦之线”光束线站研制的双可变椭圆极化波荡器,包括两台“APPLE-II”型可变椭圆极化波荡器,周期长度分别是58 mm和148 mm,辐射光子能量覆盖范围分别是200 eV~2000 eV和20 eV~200 eV。本文使用“Kick-Map”方法研究了双可变椭圆极化波荡器动力学积分场对上海光源束流的影响,给出了在波荡器不同运行气隙和不同运行极化模式下,不同入射位置的电子通过波荡器后的偏角和工作点漂移。计算结果表明:波荡器EPU 58在所有工作极化模式和所有工作气隙下,对束流工作点漂移的最大影响小于0.0034,这对于储存环束流的稳定运行来说是可以接受的;波荡器EPU 148在最小气隙垂直线极化模式下,对束流工作点漂移的最大影响为0.016,这对于储存环束流的稳定运行来说是不可以接受的,需要磁场垫补来减少波荡器动力学积分场对束流的影响。本文还系统阐述了减少“APPLE-II”型可变椭圆极化波荡器动力学积分场效应的“L-Shimming”磁场垫补方法的原理;优化设计了波荡器EPU 148动力学积分场效应垫补的垫片尺寸和安装位置;翻转线圈磁测结果表明:实测得到的垫补磁场强度与模拟计算磁场强度基本一致,误差小于最大垫补量的10%,垫补后动力学积分效应对束流的影响将减少一个数量级。双可变椭圆极化波荡器装入上海光源储存环后,机器研究了其对束流的影响。机器研究结果表明:波荡器EPU 148在所有工作气隙和所有工作极化模式下引起的工作点漂移小于0.001,对束流注入效率基本没有影响,证明了对其动力学积分场效应的垫补是成功的。
语种中文
文献类型学位论文
条目标识符http://ir.sinap.ac.cn/handle/331007/26056
专题中科院上海应用物理研究所2011-2018年
作者单位中国科学院上海应用物理研究所
推荐引用方式
GB/T 7714
张淼. 波荡器动力学积分场效应及其磁场垫补方法的研究[D]. 中国科学院研究生院(上海应用物理研究所),2016.
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