SXFEL装置中纯永磁移相器积分场优化方法的研究
王建军
学位类型硕士
导师周巧根
2017
学位授予单位中国科学院研究生院(上海应用物理研究所)
关键词移相器 排序优化 积分场垫补
摘要本论文通过对上海软X射线自由电子激光(SXFEL)装置中的五台纯永磁移相器的磁场优化研究确立了一种能同时优化多台纯永磁移相器永磁块排列顺序的方法,使优化后的各台移相器所产生的磁场沿束流方向上的一次积分达到最小。同时提出了一种纯永磁移相器积分场的垫补方法,为纯永磁移相器的研制提供了很好的理论指导及技术准备。本论文第一章引言介绍了自由电子激光的发展和自由电子激光对波荡器系统的要求,随后对移相器的主要类型及上海软X射线自由电子激光装置中纯永磁移相器结构,永磁块和移相器的磁场测量方法进行了简单介绍。第二章主要介绍了移相器中带电粒子的基本运动规律、移相器的工作原理,以及如何利用面磁荷法计算整台移相器的一次积分。第三章详细介绍了纯永磁移相器永磁块的优化排序。由于永磁块的数量较多,我们首先进行永磁块的挑选,根据各块磁化强度的离散性及磁化偏角挑选所需数量的永磁块。然后利用模拟退火算法对五台移相器的永磁块同时做排序优化,比较了两种不同排序优化目标函数下的优化结果。第四章介绍五台移相器磁场一次积分的垫补方法和垫补结果。首先导出了单块永磁块高度或旋转角度的变化引起的移相器磁场一次积分变化的计算公式,然后根据磁场一次积分的测量结果,计算出每台移相器中对应的不同永磁块的高度或旋转角度的调整量,最终使垫补后的移相器的磁场一次积分满足工程要求。论文第五章分析了优化排序后积分场的期望值与实际测量值之间的误差的主要来源。通过本论文的研究,成功实现了上海软X射线自由电子激光装置中五台移相器永磁块排序优化以及最终的积分场垫补,使得每台移相器的磁场一次积分在好场区内都小于20Gs.cm,满足工程设计要求。
语种中文
文献类型学位论文
条目标识符http://ir.sinap.ac.cn/handle/331007/27554
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
王建军. SXFEL装置中纯永磁移相器积分场优化方法的研究[D]. 中国科学院研究生院(上海应用物理研究所),2017.
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