电子储存环逐圈束流损失的探测

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作者 任俊杰 随艳峰 +4 位作者 于令达 汪林 徐韬光 何俊 岳军会 《强激光与粒子束》 北大核心 2025年第4期106-112,共7页

调束初期,电子储存环的逐圈束流损失信号可以直观展示出束流的注入、储存和积累状态。介绍了束流损失的种类和机制,列举了几种常见的束流损失探测器及其关键参数。基于北京正负电子对撞机(BEPCII)重大改造工程机器参数,用Geant4模拟了BE... 调束初期,电子储存环的逐圈束流损失信号可以直观展示出束流的注入、储存和积累状态。介绍了束流损失的种类和机制,列举了几种常见的束流损失探测器及其关键参数。基于北京正负电子对撞机(BEPCII)重大改造工程机器参数,用Geant4模拟了BEPCII束流条件下束流丢失引起的二次粒子分布情况,分析了真空室外簇射电子和光子的分布,根据分析结果,最终选用闪烁体加光电倍增管(PMT)型探测器探测逐圈束损信号,并在BEPCII进行了束流测试。针对闪烁体型束损探测器性能不一致问题,对探测器进行了灵敏度校准并在BEPCII上完成了束流验证,最后介绍了信号采集与处理电子学并计算分析了其测量精度。上述实验为闪烁体束损探测器在高能同步辐射光源储存环上的应用奠定了基础。 展开更多

关键词 束流损失探测器 GEANT4 光电倍增管 束流诊断 高能同步辐射光源

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高能同步辐射光源增强器隧道网测量及精度研究

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作者 闫皓月 董岚 +12 位作者 王铜 梁静 马娜 王小龙 门玲鸰 卢尚 韩圆颖 闫路平 张露彦 刘晓阳 李波 何振强 柯志勇 《强激光与粒子束》 北大核心 2025年第9期79-90,共12页

随着粒子加速器对束流的稳定性要求越来越高,对工程控制网的精度提出了更高的要求,以高能同步辐射光源(HEPS)周长454 m的增强器为例,针对隧道内空间狭长、无法大范围通视的不利条件,提出了基于激光跟踪仪精密测量的控制网布设方案及测... 随着粒子加速器对束流的稳定性要求越来越高,对工程控制网的精度提出了更高的要求,以高能同步辐射光源(HEPS)周长454 m的增强器为例,针对隧道内空间狭长、无法大范围通视的不利条件,提出了基于激光跟踪仪精密测量的控制网布设方案及测量方法;同时,面对测量环节中测站多和测点密的数据有效性检测难题,提出了相邻单站拟合及多站拟合的观测过程质量控制方法,点位拟合误差RMS优于0.1 mm;最终,控制网的径向、切向及高程方向各坐标分量的绝对点位误差RMS达到0.2 mm,满足设备安装精度要求。同时,为了监测增强器土建完毕初期的稳定性,对增强器控制网在一年内进行了两期观测,测量结果表明:增强器隧道在一年内产生了10 mm左右变形,具体表现为隧道地基在正东偏南、正北偏西、正南偏西三区域向外膨胀。 展开更多

关键词 高能同步辐射光源 控制网 激光跟踪仪 平差处理 精度分析

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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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用于HEPS-TF低温波荡器的过冷液氮循环系统 被引量：3

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作者 张祥镇 徐妙富 +4 位作者 李少鹏 葛锐 张建琴 孙良瑞 陆辉华 《低温工程》 CSCD 北大核心 2017年第3期18-21,27,共5页

在高能同步辐射光源验证装置(HEPS-TF)的插入件系统中,将要研制一台基于镨铁硼永磁铁的低温波荡器(CPMU)。低温波荡器要求磁铁磁极阵列工作温度要在85 K以下,同时整个大梁轴向的温度梯度不超过1.5 K/m。经过理论计算,低温波荡器在有束... 在高能同步辐射光源验证装置(HEPS-TF)的插入件系统中,将要研制一台基于镨铁硼永磁铁的低温波荡器(CPMU)。低温波荡器要求磁铁磁极阵列工作温度要在85 K以下,同时整个大梁轴向的温度梯度不超过1.5 K/m。经过理论计算,低温波荡器在有束流情况下的热负荷约660 W@80 K。为冷却低温波荡器大梁磁结构,设计了一套过冷液氮闭循环迫流冷却系统。为了确保磁铁有更好的低温效果和温度均匀性,低温波荡器内大梁采用了双通道冷却设计。最后,根据低温流程设计了可行的机械结构,称其为液氮过冷器冷箱。 展开更多

关键词 高能光源 低温波荡器 过冷液氮

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EPICS框架下HEPS人身保护系统平台设计 被引量：1

5

作者 张会杰 马应林 +5 位作者 王宇飞 阎明洋 马忠剑 刘琼瑶 李楠 王庆斌 《核电子学与探测技术》 CAS 北大核心 2021年第5期763-769,共7页

介绍了高能同步辐射光源(HEPS)人身保护系统实验平台的设计。该实验平台是基于嵌入式控制系统EPICS框架下设计与实现的,通过可编程控制器(PLC)与相应的硬件设备实现联锁保护的功能。平台硬件设备通过硬连接方式连接到PLC的I/O模块上,服... 介绍了高能同步辐射光源(HEPS)人身保护系统实验平台的设计。该实验平台是基于嵌入式控制系统EPICS框架下设计与实现的,通过可编程控制器(PLC)与相应的硬件设备实现联锁保护的功能。平台硬件设备通过硬连接方式连接到PLC的I/O模块上,服务器独立运行I0C程序,实现IOC与OPI、PLC之间的数据交换。实验运行结果表明:该平台性能稳定可靠,能够对硬件故障及人为等一系列操作作出准确反应,人身保护系统的设计方案和功能得到验证,可满足高能同步辐射光源运行的需要。 展开更多

关键词 高能同步辐射光源 EPICS 联锁保护 加速器

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高能同步辐射光源直线加速器初期调束取得重要进展 被引量：4

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作者 孟才 曹建社 +18 位作者 何大勇 何平 焦毅 康玲 康文 李健 李京祎 林国平 龙锋利 齐欣 屈化民 宋洪 随艳峰 王生 徐刚 叶强 张旌 张敬如 潘卫民 《强激光与粒子束》 CAS CSCD 北大核心 2023年第5期79-81,共3页

高能同步辐射光源(HEPS)是中国第一台第四代高能同步辐射光源,其加速器由直线加速器、增强器、储存环及输运线组成。报道了HEPS直线加速器的初期束流调试重要进展。HEPS直线加速器是一台500 MeVS波段常温直线加速器,由热阴极电子枪、聚... 高能同步辐射光源(HEPS)是中国第一台第四代高能同步辐射光源,其加速器由直线加速器、增强器、储存环及输运线组成。报道了HEPS直线加速器的初期束流调试重要进展。HEPS直线加速器是一台500 MeVS波段常温直线加速器,由热阴极电子枪、聚束系统、主直线加速器构成。在按时完成设备加工、安装和老练的基础上,于2023年3月9日启动束流调试,当天实现束流全线贯通。3月14日束流能量达到500 MeV,束团电荷量达到2.5 nC。经过测量,直线加速器出口束流能散0.4%,能量稳定度0.06%,水平和垂直几何发射度分别为233 nm和145 nm。目前直线加速器束团电荷量可达到7.0 nC,相关束流调试正在进行。 展开更多

关键词 heps直线加速器 高能同步辐射光源 束流调试 束流能量 束团电荷量

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高能同步辐射光源储存环快校正磁铁电源设计 被引量：6

7

作者 刘鹏 龙锋利 +1 位作者 李洋 韩超 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第11期2252-2257,共6页

高能同步辐射光源(HEPS)具有0.1 nm·rad的超低发射度,对束流稳定度提出了较高要求,研制1台高性能快校正磁铁电源用来提高快速轨道反馈系统(FOFB)的性能以提升束流稳定度。电源样机采用新颖的多电平级联拓扑结构提升电源样机的动态... 高能同步辐射光源(HEPS)具有0.1 nm·rad的超低发射度,对束流稳定度提出了较高要求,研制1台高性能快校正磁铁电源用来提高快速轨道反馈系统(FOFB)的性能以提升束流稳定度。电源样机采用新颖的多电平级联拓扑结构提升电源样机的动态性能,使用基于数字控制的新颖控制方法实现样机的动态性能提升。软件仿真与样机试验数据证明,电源样机具有10 kHz小信号带宽、电源阶跃响应时间小于70μs、输出电流纹波低于20 ppm,电源样机可很好地满足HEPS建设需求。 展开更多

关键词 高能同步辐射光源 快校正磁铁电源 全数字控制 高带宽 低输出电流纹波

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高能同步辐射光源 被引量：16

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作者 焦毅 潘卫民 《强激光与粒子束》 CAS CSCD 北大核心 2022年第10期10-16,共7页

基于多弯铁消色散结构的超低发射度储存环光源是新一代同步辐射光源发展的一个重要方向。作为国内第一台第四代同步辐射光源,高能同步辐射光源已经完成物理及工程设计,并于2019年启动建设。高能同步辐射光源电子能量6 GeV,流强200 mA,... 基于多弯铁消色散结构的超低发射度储存环光源是新一代同步辐射光源发展的一个重要方向。作为国内第一台第四代同步辐射光源,高能同步辐射光源已经完成物理及工程设计,并于2019年启动建设。高能同步辐射光源电子能量6 GeV,流强200 mA,水平自然发射度低于60 pm∙rad,可提供能量达300 keV的X射线,在典型硬X射线波段的同步辐射亮度达1×10^(22)phs·s^(−1)·mm^(−2)·mrad^(−2)·(0.1%bw)^(−1),可为材料科学、化学工程、能源环境、生物医学、航空航天、能源环境等众多基础和工程科学研究领域提供先进的实验平台。本文将介绍高能同步辐射光源项目的整体方案及物理设计。 展开更多

关键词 多弯铁消色散结构 第四代同步辐射光源 高能同步辐射光源

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高能同步辐射光源土体动力学参数反演方法 被引量：1

9

作者 娄宇 邢云林 +1 位作者 吕佐超 张允士 《东南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第6期973-978,共6页

考虑到土体动力学参数是高能同步辐射光源等大科学装置环境微振动控制中场地振动响应评估的一个重要条件,基于常时微动测试提出土体动力学参数反演的方法,并在高能同步辐射光源现场开展了常时微动测试方法、单频激振器稳态激励法和锤击... 考虑到土体动力学参数是高能同步辐射光源等大科学装置环境微振动控制中场地振动响应评估的一个重要条件,基于常时微动测试提出土体动力学参数反演的方法,并在高能同步辐射光源现场开展了常时微动测试方法、单频激振器稳态激励法和锤击瞬态激励法原位试验和对比验证.试验结果表明,常时微动测试方法反演得到的土体动力学参数与其他2种方法的结果相差不大于15%,反演计算得到的土体相速度与实测相速度相差不超过5%.常时微动测试土体振动响应以Rayleigh波为主,具有测试设备便捷、测点振动响应相干性要求不高、不需要考虑测点与振源距离等优点.常时微动测试可为大科学装置场地土体动力学参数反演提供更简便可靠的分析方法. 展开更多

关键词 高能同步辐射光源 土体振动 常时微动 参数反演 相速度

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高能同步辐射光源中的耦合阻抗及束流集体效应研究 被引量：3

10

作者 王娜 许海生 +2 位作者 田赛克 段哲 李啸宇 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第9期1601-1606,共6页

在高能同步辐射光源(HEPS)的储存环中,由于真空盒尺寸较小、束团中电子密度较大,全环耦合阻抗将显著增加,束流集体效应成为限制机器性能的重要因素。本文基于解析理论和数值模拟程序对HEPS储存环耦合阻抗进行了逐元件建模,并对环中可能... 在高能同步辐射光源(HEPS)的储存环中,由于真空盒尺寸较小、束团中电子密度较大,全环耦合阻抗将显著增加,束流集体效应成为限制机器性能的重要因素。本文基于解析理论和数值模拟程序对HEPS储存环耦合阻抗进行了逐元件建模,并对环中可能发生的束流集体效应进行了系统评估。建立了合理的阻抗模型,给出了不稳定性阈值和增长时间,并对关键的不稳定性问题提出有效的抑制措施。 展开更多

关键词 高能同步辐射光源 耦合阻抗 束流集体效应 离子效应 束内散射

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高能光源束流位置探测器支撑架结构优化设计

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作者 王安鑫 王梓豪 +13 位作者 麻惠洲 李春华 聂小军 陈佳鑫 朱东辉 余洁冰 贺华艳 王广源 于永积 刘仁洪 张俊嵩 邱瑞阳 刘磊 康玲 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第4期86-94,共9页

从热稳定性和振动稳定性两个角度出发,优化设计得到了超高稳定的刚性支撑架结构;通过ANSYS有限元模态分析,验证了结构的热膨胀变化量和特征频率;采用混凝土二次灌浆方法对支撑架进行地面固定和特征频率测试,结果表明,支撑架结构的特征... 从热稳定性和振动稳定性两个角度出发,优化设计得到了超高稳定的刚性支撑架结构;通过ANSYS有限元模态分析,验证了结构的热膨胀变化量和特征频率;采用混凝土二次灌浆方法对支撑架进行地面固定和特征频率测试,结果表明,支撑架结构的特征频率达到61.9 Hz、振动幅值小于30 nm,均满足设计要求。最后采用动态刚度测试方法,得到混凝土二次灌浆层的主要刚度值,进一步验证支撑架结构优化结果的准确性。 展开更多

关键词 高能光源 BPM支撑架 结构优化 结构稳定性 模态测试 动态刚度

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高能同步辐射光源高精度直流稳流电源样机研制 被引量：4

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作者 郭晓玲 刘鹏 +1 位作者 韩超 陈斌 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第8期1523-1529,共7页

即将建造的高能同步辐射光源对四极磁铁电源的性能提出了很高的要求。为了掌握此类型磁铁电源的关键技术并解决其技术难点,在验证装置中研制了高精度直流稳流电源样机。样机采用模块化设计,利用数字、模拟调节器相结合的控制方式,实现... 即将建造的高能同步辐射光源对四极磁铁电源的性能提出了很高的要求。为了掌握此类型磁铁电源的关键技术并解决其技术难点,在验证装置中研制了高精度直流稳流电源样机。样机采用模块化设计,利用数字、模拟调节器相结合的控制方式,实现对输出电流的高精度控制。为了实现电流稳定度的设计指标,样机采用自主研发的高精度数字控制器和DCCT,对闭环控制中的关键器件进行了恒温控制。实验结果表明,样机的电流稳定度达到了10 ppm,电压纹波低于设计指标5 mV。样机的其他性能指标也均达到了物理设计的要求,并最终通过验收测试。 展开更多

关键词 高能同步辐射光源 直流稳流电源 高精度 电压纹波 高重复性

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高能同步辐射光源逐束团束流位置测量电子学研制 被引量：3

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作者 张醒儿 张琪 +8 位作者 曹建社 叶强 麻惠洲 马宇飞 杜垚垚 黄玺洋 魏书军 岳军会 随艳峰 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第9期1709-1714,共6页

基于高能同步辐射光源(HEPS)储存环,研制了一套逐束团束流位置测量(BPM)电子学系统,电子学的硬件部分由模拟信号采集板卡和数字信号处理板卡组成,软件部分由底层固件和顶层应用软件组成。系统的采样频率为500 MHz,带宽为1 GHz,对来自储... 基于高能同步辐射光源(HEPS)储存环,研制了一套逐束团束流位置测量(BPM)电子学系统,电子学的硬件部分由模拟信号采集板卡和数字信号处理板卡组成,软件部分由底层固件和顶层应用软件组成。系统的采样频率为500 MHz,带宽为1 GHz,对来自储存环BPM探头的4路模拟信号进行数字化,得到束团幅度数据,利用ZYNQ芯片计算出每个束团在真空管道中的位置。逐束团BPM电子学在实验室的测试结果为:输入信号峰峰值小于1.8 V时ADC通道非线性度小于1%,无杂散动态范围约60 dB,灵敏度系数取8.26 mm时位置分辨率优于10μm,测试结果满足HEPS逐束团BPM的需求。 展开更多

关键词 逐束团 高能同步辐射光源 ZYNQ芯片 高速信号采集

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数字束流位置探测器系统的信噪比需求分析 被引量：5

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作者 高国栋 唐旭辉 +11 位作者 曹建社 杜垚垚 刘智 叶强 麻惠洲 随艳峰 岳军会 何俊 季大恒 杨静 李宇鲲 魏书军 《强激光与粒子束》 CAS CSCD 北大核心 2022年第6期52-59,共8页

以高能同步辐射光源(HEPS)对BPM提出的位置测量分辨率要求为出发点,介绍了BPM系统的整体架构并推导出BPM系统的信号链路中各级信号所需达到的信噪比;并根据ADC采样数据的信噪比需求,计算出ADC采样时钟的抖动需求;最后介绍了能够测量BPM... 以高能同步辐射光源(HEPS)对BPM提出的位置测量分辨率要求为出发点,介绍了BPM系统的整体架构并推导出BPM系统的信号链路中各级信号所需达到的信噪比;并根据ADC采样数据的信噪比需求,计算出ADC采样时钟的抖动需求;最后介绍了能够测量BPM信号信噪比和采样时钟抖动的BPM测试平台。各项结论可以作为判断BPM系统各部分能否达到HEPS工程要求的标准。 展开更多

关键词 高能同步辐射光源 数字束流位置探测器 信噪比 时钟抖动 ADC采样

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高能同步辐射光源电源远控系统设计 被引量：1

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作者 朱立新 程司农 +2 位作者 姚自明 储中明 龙锋利 《核电子学与探测技术》 CAS 北大核心 2022年第2期210-216,共7页

高能同步辐射光源HEPS采用了2800多个数字化电源,由第二代数字电源控制器DPSCMI来提供网络通信接口,软件协议采用了MODBUS TCP/IP协议.DPSCM主要由FPGA及其电源控制的固件程序构成.电源远程控制系统方案采用了基于服务器的IOC硬件设备,... 高能同步辐射光源HEPS采用了2800多个数字化电源,由第二代数字电源控制器DPSCMI来提供网络通信接口,软件协议采用了MODBUS TCP/IP协议.DPSCM主要由FPGA及其电源控制的固件程序构成.电源远程控制系统方案采用了基于服务器的IOC硬件设备,软件基于EPICS分布式控制系统,同时开发了数字电源控制程序.基于目前搭建的HEPS电源远程控制系统,运行调试结果证明目前该电源控制系统方案结构简单、网络通信快捷、稳定性好,能够满足物理性能的需求. 展开更多

关键词 高能同步辐射光源 数字电源控制模块 EPICS 电源远程控制

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基于SMIC 180nm工艺的内插延时链型TDC芯片

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作者 汪炯 马毅超 +2 位作者 蒋俊国 庄建 滕海云 《半导体技术》 北大核心 2023年第12期1108-1114,共7页

在高能同步辐射光源的高分辨谱学线站系统(HEPS-B5)的核共振散射实验中,为满足测试样品对时间数字转换皮秒级的高分辨率时间测量要求,基于SMIC 180 nm工艺设计了一款内插延时链型的四通道时间数字转换器(TDC)芯片。该TDC芯片采用“粗计... 在高能同步辐射光源的高分辨谱学线站系统(HEPS-B5)的核共振散射实验中,为满足测试样品对时间数字转换皮秒级的高分辨率时间测量要求,基于SMIC 180 nm工艺设计了一款内插延时链型的四通道时间数字转换器(TDC)芯片。该TDC芯片采用“粗计数”和“细计数”相结合的链状结构,通过内插延时链法来提高测量分辨率,并结合时钟计数器以实现较大的动态测量范围。为了阻止亚稳态的传递,使用两级反相器作为基本延时单元,另外通过异步先进先出(FIFO)缓冲器实现数据在不同时钟域之间的安全传递。实验测试结果表明,该TDC芯片的时间分辨率可达到56.3 ps,动态测量范围为0~262μs,能够满足核共振散射实验的高精度时间测量要求。 展开更多

关键词 高能同步辐射光源(heps) 内插延时链 时间数字转换器(TDC) 高分辨率 180nm工艺

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