高能同步辐射光源X射线位置探测器前端采集电路的研制

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作者 梁重阳 何俊 +10 位作者 随艳锋 徐江涛 张鸿 高国栋 许亮 杜垚垚 魏书军 周代全 李宜林 岳军会 曹建社 《强激光与粒子束》 北大核心 2025年第8期127-134,共8页

X射线位置探测器(XBPM)可用于光束线同步辐射光位置的测量,其中XBPM前端采集电路主要用于模拟信号采集与处理。为满足高能同步辐射光源(HEPS)光束线前端区对精确测量同步光位置信息的需求,研制了一款XBPM电子学模拟前端板卡(AFE),设计... X射线位置探测器(XBPM)可用于光束线同步辐射光位置的测量,其中XBPM前端采集电路主要用于模拟信号采集与处理。为满足高能同步辐射光源(HEPS)光束线前端区对精确测量同步光位置信息的需求,研制了一款XBPM电子学模拟前端板卡(AFE),设计并实现了XBPM信号的电流电压转换、量程切换、增益控制和ADC采样等功能,并搭建实验室测试平台对XBPM-AFE进行了性能测试。测试结果表明,I/V转换模块电流输入范围为10 nA至1 mA,输入电流在三个数量级变化时,各量程段跨阻增益线性误差均保持在较低水准;四个通道之间测量结果的平均相对标准偏差小于0.46%;模数转换模块在慢采集和快采集两种模式下,分别可以准确地反映变化速度在0.1 s和1 ms以上的信号输入情况。 展开更多

关键词 X射线位置探测器 模拟信号处理 电流电压转换 数据采集 高能同步辐射光源

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220GHz回旋单腔管的设计 被引量：10

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作者 袁学松 鄢扬 +2 位作者 傅文杰 钟任斌 刘盛纲 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第10期1677-1679,共3页

根据回旋管的线性理论和回旋管自洽非线性理论设计出工作频率为220 GHz,工作电压为20kV,工作电流为2 A的回旋单腔振荡管,采用的工作模式为TE03模。利用粒子模拟软件MAGIC对设计方案进行验证,得到的注波互作用效率达到37%,平均输出功率为... 根据回旋管的线性理论和回旋管自洽非线性理论设计出工作频率为220 GHz,工作电压为20kV,工作电流为2 A的回旋单腔振荡管,采用的工作模式为TE03模。利用粒子模拟软件MAGIC对设计方案进行验证,得到的注波互作用效率达到37%,平均输出功率为15 kW。 展开更多

关键词 回旋管 起振电流 太赫兹 注波互作用效率

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两种会切场离子推力器对比研究 被引量：7

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作者 赵以德 李建鹏 +4 位作者 张天平 江豪成 王亮 郭德洲 杨威 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第11期2633-2640,共8页

为了进一步提升离子推力器性能和可靠性,基于30cm环形会切场离子推力器LIPS-300H和30cm柱形会切场离子推力器LIPS-300Z,对比研究了两类会切场离子推力器各自优劣及其机理。首先分析了两种会切场原理,总结给出了两种会切场差异,然后实验... 为了进一步提升离子推力器性能和可靠性,基于30cm环形会切场离子推力器LIPS-300H和30cm柱形会切场离子推力器LIPS-300Z,对比研究了两类会切场离子推力器各自优劣及其机理。首先分析了两种会切场原理,总结给出了两种会切场差异,然后实验对比研究了两种会切场离子推力器束流均匀性、放电效率和寿命。实验结果显示,LIPS-300H相比LIPS-300Z在3kW和5kW工况下束流密度峰值分别降低25%和19%,放电电压分别降低7.8V和6.2V,放电损耗分别增加31W/A和42W/A。此外,LIPS-300H离子推力器在3kW和5kW工况下屏栅预测寿命分别是LIPS-300Z的7.7倍和4.2倍。结果表明:虽然LIPS-300Z比LIPS-300H具有放电损耗低的优点,但其较差的束流均匀性、较高的放电电压和双荷离子比,使其在寿命和可靠性方面劣于LIPS-300H。 展开更多

关键词 离子推力器 柱形会切场 环形会切场 束流均匀性 效率

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薄膜型纳秒壁流探测器的研制及应用 被引量：2

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作者 王贵诚 冷用斌 +8 位作者 孙葆根 方志高 赵枫 陶小平 周耀华 何晓业 刘广俊 李广映 方蕾 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2000年第3期223-227,共5页

国家同步辐射实验室和安徽光学精密机械研究所共同研制的薄膜型纳秒壁流探测器以其占有空间小、电阻膜特性连续、均匀等优点在HLS(HefeiLightSource)中得到实际应用 。

关键词 薄膜型电阻 壁流探测器 单束团束流 束流强度

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国家同步辐射实验室壁流探测器的研制 被引量：3

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作者 方志高 李辉 +9 位作者 冷用斌 王贵诚 孙葆根 谢荣胜 王筠华 王霁虹 赵枫 朱忠德 周跃华 张丹红 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 1998年第1期79-83,共5页

介绍了国家同步辐射实验室用于测量束流流强的壁流探测器，并分析了壁流流强小于束流流强的几种主要因素。最后给出了实际测量结果。

关键词 壁流 束流流强 探测效率 同步辐射 探测器

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高效率高亮度半导体激光器技术进展 被引量：11

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作者 李晨 刘英斌 宋雪云 《半导体技术》 CAS CSCD 北大核心 2008年第9期748-751,755,共5页

半导体激光器在军事领域和工业领域有着广泛应用,近年在性能参数方面有许多引人瞩目的进展。综述了提高功率转换效率的技术方法和途径,指出经过工艺优化后焦耳热和阈值热将是未来激光器的主要研究内容,介绍了波长稳定的激光器的两种制... 半导体激光器在军事领域和工业领域有着广泛应用,近年在性能参数方面有许多引人瞩目的进展。综述了提高功率转换效率的技术方法和途径,指出经过工艺优化后焦耳热和阈值热将是未来激光器的主要研究内容,介绍了波长稳定的激光器的两种制作方法,即外光栅法和内光栅法,激光器的波长稳定性达到0.1 nm/K以下。在外延材料结构中采用各种形式的大光腔结构设计,可以扩展近场光斑,从而使半导体激光器的光束发散角达到25°甚至更低。对较热门的近衍射极限激光器的制作方法进行了介绍,分析了不同方法的优缺点及应用情况。 展开更多

关键词 激光二极管 功率转换效率 阈值电流密度 光束发散角 近衍射极限

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CSNS束流损失监测系统前端模拟电路设计 被引量：2

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作者 肖帅 郭娴 +3 位作者 田建民 曾磊 徐韬光 傅世年 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第10期1896-1900,共5页

中国散裂中子源(CSNS)束流损失监测系统利用气体电离室来探测束流损失,电离室输出信号需在前端模拟电路中进行信号处理。本工作自主设计开发了束流损失测量系统前端模拟电路,采用跨导放大的方式实现了低重复频率、低占空比、弱电离室信... 中国散裂中子源(CSNS)束流损失监测系统利用气体电离室来探测束流损失,电离室输出信号需在前端模拟电路中进行信号处理。本工作自主设计开发了束流损失测量系统前端模拟电路,采用跨导放大的方式实现了低重复频率、低占空比、弱电离室信号的电流-电压(I-V)变换测量。同时,电路还实现了对较大束流损失的快速响应,保障加速器设备的安全运行。联机测试结果表明,该电路满足系统要求。 展开更多

关键词 中国散裂中子源 束流损失监测 微弱电流 噪声分析 50 Hz陷波器

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中国散裂中子源快循环同步加速器壁电流探测系统 被引量：1

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作者 孙纪磊 李芳 +1 位作者 王安鑫 徐韬光 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第12期105-110,共6页

在中国散裂中子源工程中,快循环同步加速器负责将剥离注入的能量为80MeV的质子束加速至1.6GeV后引出。在快循环同步加速器上共安装了两台壁电流探测器,用来观测束流从注入至引出过程中束团在时域上的变化情况。详细介绍了壁电流探测器... 在中国散裂中子源工程中,快循环同步加速器负责将剥离注入的能量为80MeV的质子束加速至1.6GeV后引出。在快循环同步加速器上共安装了两台壁电流探测器,用来观测束流从注入至引出过程中束团在时域上的变化情况。详细介绍了壁电流探测器在陶瓷间隙、磁性材料和匹配电阻等方面的设计考虑,以达到带宽满足百kHz到30 MHz的设计目标,并对实际带束流测量结果进行分析讨论。经实际在线运行测试,此壁电流探测器完全满足束流调试及运行需要。 展开更多

关键词 壁电流 纵向束团测量 宏观包络 单束团 快循环同步加速器

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弧形双悬臂梁试样裂纹扩展电测接线点布局研究 被引量：1

9

作者 倪陈强 薛河 +2 位作者 赵凌燕 崔英浩 王帅 《西安科技大学学报》 CAS 北大核心 2019年第2期309-316,共8页

直流电位降法是应用于高温高压水环境下裂纹扩展监测试验的主要方法,弧形双悬臂梁试样是一种应力腐蚀裂纹扩展试验的常用试样。为了寻求被测试样的最优接线点布局方案以提高测试精度和稳定性,论文利用有限元软件建立了弧形双悬臂梁试样... 直流电位降法是应用于高温高压水环境下裂纹扩展监测试验的主要方法,弧形双悬臂梁试样是一种应力腐蚀裂纹扩展试验的常用试样。为了寻求被测试样的最优接线点布局方案以提高测试精度和稳定性,论文利用有限元软件建立了弧形双悬臂梁试样三维有限元模型,模拟了多组可选的接线点布局方案,求解得到了试样三维电位场分布及其随裂纹变化的规律,并根据计算结果从信号灵敏度、信号幅度和测点位置误差敏感度3方面对试样电流加载点位置和电位差测量点位置的优化选取进行了分析。研究结果表明,不同位置电位差测点下的灵敏度相对大小关系与电流输入位置无关,电位差测点选在试样缺口侧时可获得较高的信号灵敏度;电位差测点与电流加载点的距离是信号幅度大小和测点位置敏感度的主要影响因素,较大的距离会导致信号幅度降低,而较小的距离会导致很高的测点位置误差敏感度。提出的寻优依据和分析方法也可应用于其他类型试样,为进一步研究其他测试精度的影响因素奠定了基础。 展开更多

关键词 机械工程 裂纹扩展监测 有限元分析 直流电位降法 弧形双悬臂梁试样

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强流相对论多注电子束研究进展

10

作者 王淦平 金晓 +3 位作者 李春霞 黄华 刘振帮 李乐乐 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第2期38-42,共5页

研制了基于爆炸发射的扇形和圆柱形多注阴极系统,并开展了强流相对论多注电子束的实验研究。研究发现:扇形多注阴极由于发射端面电场分布严重不均,电子束主要由尖端发射,束斑畸变明显,当每注扇形电子束进入到多注扇形漂移管内时,在空间... 研制了基于爆炸发射的扇形和圆柱形多注阴极系统,并开展了强流相对论多注电子束的实验研究。研究发现:扇形多注阴极由于发射端面电场分布严重不均,电子束主要由尖端发射,束斑畸变明显,当每注扇形电子束进入到多注扇形漂移管内时,在空间电磁场的作用下电子束会绕束心旋转,导致束斑的畸变和束流的损失;圆柱形多注阴极发射端电场分布相对均匀,电子束斑畸变较小,每注电子束在多注漂移管内绕束心的旋转不会引起束斑的畸变和束流的损失;由于阴极杆和多注阴极柱的发射,多注电子束品质较差,进入多注漂移管时存在电子束轰击管壁现象,造成束流的损失甚至截止。采用大内径磁场可增大阳极筒内半径,明显提高束流的传输效率。目前,采用功率约6.5GW、传输效率约89%的相对论多注电子束驱动的多注速调管,可实现GW量级的微波输出。 展开更多

关键词 高功率微波 强流相对论多注电子束 束斑畸变 传输效率

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L波段端面发射高效率磁绝缘线振荡器

11

作者 何琥 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第6期883-888,共6页

建立了磁绝缘线振荡器自磁绝缘的理论模型,给出了磁绝缘电流计算公式。然后给出了非线性稳态的最大轮辐电流计算公式,并据此分析了负载限制型磁绝缘线振荡器的最大效率。提出一种新型的端面发射型磁绝缘线振荡器,在二极管电压590kV,二... 建立了磁绝缘线振荡器自磁绝缘的理论模型,给出了磁绝缘电流计算公式。然后给出了非线性稳态的最大轮辐电流计算公式,并据此分析了负载限制型磁绝缘线振荡器的最大效率。提出一种新型的端面发射型磁绝缘线振荡器,在二极管电压590kV,二极管电流为55.47kA情况下,粒子模拟得到周期平均功率6.1GW左右,工作主频为1.24GHz,束波转换效率18.64%左右。端面发射型磁绝缘线振荡器的效率比负载限制型磁绝缘线振荡器的最大效率提高6%左右。端面发射的电流不参与束波互作用,由于端面发射的电流比较小,在总电流不变的情况下参与束波互作用的电流增多,从而提高了效率。最后分析了角向磁场的分布以及自磁绝缘的情况。 展开更多

关键词 端面发射型磁绝缘线振荡器 高效率 自磁绝缘 轮辐电流 束波互作用

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基于漏电流多频率特征的变频电机主绝缘状态在线监测方法 被引量：10

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作者 张超凡 牛峰 +4 位作者 孙庆国 黄少坡 张健 李奎 方攸同 《电机与控制学报》 EI CSCD 北大核心 2023年第8期64-72,共9页

定子主绝缘失效将导致变频电机发生严重短路故障,极大降低电机运行可靠性,甚至威胁人身安全。为了保障变频电机系统安全可靠运行,需要对变频电机主绝缘状态进行实时监测和故障预警。首先,通过变频电机定子主绝缘退化等效电路获得漏电流... 定子主绝缘失效将导致变频电机发生严重短路故障,极大降低电机运行可靠性,甚至威胁人身安全。为了保障变频电机系统安全可靠运行,需要对变频电机主绝缘状态进行实时监测和故障预警。首先,通过变频电机定子主绝缘退化等效电路获得漏电流频域数学模型。然后,研究了变频电机电压及漏电流频率特征分布规律,分析了绝缘阻抗及退化位置变化对漏电流基波频率倍频、开关频率倍频及二者所构成边带频率特征的影响。进而提出一种基于漏电流多频率特征的变频电机主绝缘状态在线监测方法,不仅可以评估主绝缘退化程度,而且可以精准识别主绝缘退化位置。该方法在变频电机多种运行工况下进行了验证,实验测试与仿真结果一致,验证了所提出主绝缘在线监测方法的有效性和准确性。 展开更多

关键词 变频电机 漏电流 频率特征 主绝缘 在线监测 状态评估

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用于质子加速器的壁电流探头的研制 被引量：5

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作者 王盛昌 王安鑫 徐韬光 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第9期2179-2182,共4页

针对中国散裂中子源快同步环上束团纵向长度和束流强度的测量工作以及"973"束流损失控制实验课题中束团时间结构的测量工作,研制了用于上述两台质子加速器的壁电流探头。介绍了使探头达到足够的带宽所做的改进工作。用高频电... 针对中国散裂中子源快同步环上束团纵向长度和束流强度的测量工作以及"973"束流损失控制实验课题中束团时间结构的测量工作,研制了用于上述两台质子加速器的壁电流探头。介绍了使探头达到足够的带宽所做的改进工作。用高频电磁场仿真软件对探头的性能进行了模拟,验证了适用于壁电流探头的一些理论模型和加入屏蔽腔对探头高频响应曲线产生的影响以及做出相应的改进后所带来的效果。对实物探头的性能进行了测量实验,发现测量系统自身的不匹配对实验结果产生了影响,改进匹配后得到探头的幅频响应曲线在300kHz～2GHz的频率范围内基本保持一致。时域上对500ns脉冲矩形波的测量结果也显示出探头良好的低频响应。 展开更多

关键词 壁电流探头 束团长度 仿真 幅频响应

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基于CSNS壁电流探测器数据采集的定制示波器的研制 被引量：2

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作者 李芳 孙纪磊 +8 位作者 徐韬光 徐智虹 李鹏 黄蔚玲 曾磊 孟鸣 邱瑞阳 田建民 杨涛 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第9期1715-1718,共4页

壁电流探测器是观测粒子加速器瞬时束流信息的一种重要手段。中国散裂中子源(CSNS)快循环同步加速器中安装了两个壁电流探测器,其中一个壁电流探测器用来测量束流的微脉冲信息。本文介绍了壁电流测量系统的硬件和软件,鉴于传统示波器在... 壁电流探测器是观测粒子加速器瞬时束流信息的一种重要手段。中国散裂中子源(CSNS)快循环同步加速器中安装了两个壁电流探测器,其中一个壁电流探测器用来测量束流的微脉冲信息。本文介绍了壁电流测量系统的硬件和软件,鉴于传统示波器在垂直分辨率及存储深度等方面的局限性,提出了一种定制示波器来进行壁电流的信息读取,并利用LabVIEW编程实现了20ms内束流信息的宏脉冲读取及微脉冲结构的分析,使用同步的环高频信息分析能得出快循环同步加速器中双束团关于相位、圈数、每圈束团形状等方面的相关信息。 展开更多

关键词 壁电流探测器 数据采集 示波器 中国散裂中子源

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BEPCⅡ储存环束团流强测量 被引量：2

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作者 邓庆勇 曹建社 +3 位作者 叶强 岳军会 张丛 王鹏飞 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第7期295-299,共5页

针对北京正负电子对撞机二期工程(BEPCⅡ)原束团流强测量系统(BCM)不能稳定运行的问题,对系统进行了升级。利用高速ADC对束流位置探头(BPM)信号直接采样,在现场可编程门阵列(FPGA)内进行实时数字信号处理,进而得到加速器储存环内的束团... 针对北京正负电子对撞机二期工程(BEPCⅡ)原束团流强测量系统(BCM)不能稳定运行的问题,对系统进行了升级。利用高速ADC对束流位置探头(BPM)信号直接采样,在现场可编程门阵列(FPGA)内进行实时数字信号处理,进而得到加速器储存环内的束团流强值。基于反射内存网络,系统可以实现测量结果高速共享、实时显示。升级后系统实现了更高精度的测量,实时显示精度到0.1mA,最佳测量精度达到10μA。通过对系统的触发时钟和算法结构调整,系统实现了长时间的稳定工作,正负电子储存环均实现了对束团流强的均匀性控制,提高了加速器的对撞亮度。 展开更多

关键词 束团流强 逐束团 束流位置探头 反射内存 现场可编程门阵列

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壁电流探测器在中国散裂中子源快循环同步加速器调束中的应用 被引量：1

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作者 安宇文 李芳 +1 位作者 李明涛 许守彦 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第9期1537-1540,共4页

快循环同步加速器(RCS)是中国散裂中子源(CSNS)的重要组成部分。负氢粒子束经直线加速器加速至80MeV,剥离成质子束注入至RCS环并加速累积至1.6GeV引出打靶。束流通过安装在RCS环的壁电流探测器(WCM)感应得到束流的强度信息,环高频与环... 快循环同步加速器(RCS)是中国散裂中子源(CSNS)的重要组成部分。负氢粒子束经直线加速器加速至80MeV,剥离成质子束注入至RCS环并加速累积至1.6GeV引出打靶。束流通过安装在RCS环的壁电流探测器(WCM)感应得到束流的强度信息,环高频与环主二极磁铁的失配会导致束流的实际振荡偏离理论预测。本文通过对WCM的数据进行分析得到了纵向工作点、束流的实际振荡频率、束团的电荷量、束团的形状变化等信息,方便了加速器的调束,并对参数测量中的测量误差进行了分析。 展开更多

关键词 快循环同步加速器 壁电流探测器 纵向工作点 束团形貌

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用束流位置监测器精确测量储存环流强 被引量：9

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作者 冷用斌 阎映炳 +1 位作者 周伟民 袁任贤 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第12期2973-2978,共6页

束流位置监测器(BPM)是粒子加速器束测系统中最为常见的元件,该探头输出信号中除包含束流位置信息外还包含电荷量等其它信息,可作为多参数束流诊断设备。采用BPM理论分析和数值仿真分析相结合的方法讨论了该种探头同时用于束流流强测量... 束流位置监测器(BPM)是粒子加速器束测系统中最为常见的元件,该探头输出信号中除包含束流位置信息外还包含电荷量等其它信息,可作为多参数束流诊断设备。采用BPM理论分析和数值仿真分析相结合的方法讨论了该种探头同时用于束流流强测量的可行性。在上海光源储存环上进行了束流试验,测定了全环140个BPM的流强标定系数,对BPM用于流强测量的分辨率、束流位置依赖性、频率依赖特性进行了测试,根据实验结果讨论了该方法在当前技术条件下所能达到的性能及其局限性。 展开更多

关键词 束流位置监测器 精确测量 储存 环流强 beam position monitor storage ring current measurement 数值仿真分析 BPM 粒子加速器 诊断设备 位置信息 探头 束流试验 束流流强 输出信号 上海光源 理论分析 结果讨论 技术条件

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