短周期永磁波荡器磁场优化的物理与技术研究
发布时间：2020-12-24 17:07
短周期永磁波荡器可以产生高能量的光子,同时可以在有限长度内设计更多的磁场周期数从而获得更高亮度的同步辐射光,因而成为目前国际上同步辐射光源插入件主要的发展方向之一。随着周期的缩短,旧有的技术在优化磁场质量时会遇到困难,其中以剩余积分场误差偏大以及相位误差初始垫补量过大的问题尤为明显,为此国际上各大插入件实验室都在积极研制更好的磁场优化技术。本文针对波荡器在短周期情形下的磁场优化问题展开研究。第一章介绍了混合型波荡器短周期化的意义,短周期化后因为磁化块充磁误差问题导致的磁场质量方面的困难,现有的解决方案以及其中存在的不足等,最后概括了本文的主要研究内容以及创新性。第二章简要介绍了平面型波荡器磁场相关的知识,包括常用的设计方案、磁场设计工具、磁场指标及其测量手段等。第三章介绍了基于新型磁场测量设备的磁化块排序技术,描述了技术方案与应用效果,并着重介绍了新设备的独特的标定方法。该方案兼顾了磁化块排序中的效率与准确性,有效地降低了波荡器初始垫补量,增大了有效气隙。第四章介绍了新开发的基于软铁磁极刻槽加工的新型积分场误差精细优化技术,该技术作为传统积分场优化技术的补充,将新研制的两台真空内波荡器...
【文章来源】：中国科学院大学(中国科学院上海应用物理研究所)上海市
【文章页数】：111 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
abstract
第1章 引言
1.1 发展短周期波荡器的意义
1.1.1 基于永磁技术的短周期波荡器
1.1.2 基于超导技术的短周期波荡器
1.1.3 新型结构的短周期波荡器
1.2 短周期永磁波荡器的技术困难
1.2.1 磁场的强度峰值的限制
1.2.2 磁场误差的控制
1.2.3 磁场质量优化技术的发展现状
1.3 本论文研究内容与创新之处
第2章 永磁波荡器的磁场特征与技术
2.1 平面永磁型波荡器的磁场设计
2.1.1 永磁波荡器的常用结构
2.1.2 常用的永磁材料
2.1.3 磁场计算软件
2.2 波荡器的磁场指标
2.2.1 轨迹的计算与轨迹误差
2.2.2 相位误差
2.2.3 积分场误差
2.3 波荡器磁场误差的测量
2.3.1 局部磁场的测量
2.3.2 积分场的测量
2.4 本章小结
第3章 基于磁场相机技术的磁化块排序研究
3.1 传统的磁化块排序方法存在的问题
3.2 磁场相机的设计
3.2.1 磁场相机的硬件
3.2.2 霍尔探头阵列的标定
3.3 数据处理与磁化块排序方法
3.3.1 磁化块局部磁矩误差求解器的实现
3.3.2 预测磁化块安装后的表现
3.3.3 排序算法
3.4 实际应用
3.4.1 IVU16磁结构参数的确定
3.4.2 IVU16样段磁化块排序
3.4.3 样机的实际应用效果
3.5 本章小结
第4章 波荡器积分场误差的精细优化
4.1 对刻槽过程的计算研究
4.1.1 刻槽的效应的计算方法
4.1.2 数值模拟实验
4.2 优化算法设计
4.2.1 预测模块的实现
4.2.2 目标函数的设计
4.2.3 优化策略
4.3 真空内波荡器上的实际应用结果
4.3.1 积分场测量平台
4.3.2 IVU20优化结果
4.3.3 IVU22优化结果
4.4 本章小结
第5章 总结与展望
参考文献
作者简历及攻读学位期间发表的学术论文与研究成果
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]一种用于波荡器磁中心高精度标定的磁靶标[J]. 俞成,蒋志强,周巧根. 强激光与粒子束. 2018(08)
[2]上海光源真空内波荡器性能的优化[J]. 张伟,周巧根,王宏飞. 中国科学:物理学 力学 天文学. 2011(01)
[3]三维高精度霍尔探头的位置和角度标定[J]. 张伟,周巧根,王宏飞,陆杰. 核技术. 2010(11)
[4]上海光源真空内波荡器积分场垫补中模拟退火算法的应用[J]. 陆杰,周巧根,王宏飞. 核技术. 2010(08)
[5]上海光源首批波荡器永磁块研制[J]. 何永周,张继东,周巧根,钱珍梅,黎阳. 强激光与粒子束. 2010(07)
[6]上海光源可变椭圆极化波荡器积分场垫补[J]. 陆杰,周巧根,王宏飞. 强激光与粒子束. 2009(10)
[7]翻转线圈系统在波荡器积分场测量中的应用[J]. 王宏飞,陆杰,周巧根,任芳林,张继东,卜令山. 强激光与粒子束. 2008(05)
本文编号：2936013
【文章来源】：中国科学院大学(中国科学院上海应用物理研究所)上海市
【文章页数】：111 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
abstract
第1章 引言
1.1 发展短周期波荡器的意义
1.1.1 基于永磁技术的短周期波荡器
1.1.2 基于超导技术的短周期波荡器
1.1.3 新型结构的短周期波荡器
1.2 短周期永磁波荡器的技术困难
1.2.1 磁场的强度峰值的限制
1.2.2 磁场误差的控制
1.2.3 磁场质量优化技术的发展现状
1.3 本论文研究内容与创新之处
第2章 永磁波荡器的磁场特征与技术
2.1 平面永磁型波荡器的磁场设计
2.1.1 永磁波荡器的常用结构
2.1.2 常用的永磁材料
2.1.3 磁场计算软件
2.2 波荡器的磁场指标
2.2.1 轨迹的计算与轨迹误差
2.2.2 相位误差
2.2.3 积分场误差
2.3 波荡器磁场误差的测量
2.3.1 局部磁场的测量
2.3.2 积分场的测量
2.4 本章小结
第3章 基于磁场相机技术的磁化块排序研究
3.1 传统的磁化块排序方法存在的问题
3.2 磁场相机的设计
3.2.1 磁场相机的硬件
3.2.2 霍尔探头阵列的标定
3.3 数据处理与磁化块排序方法
3.3.1 磁化块局部磁矩误差求解器的实现
3.3.2 预测磁化块安装后的表现
3.3.3 排序算法
3.4 实际应用
3.4.1 IVU16磁结构参数的确定
3.4.2 IVU16样段磁化块排序
3.4.3 样机的实际应用效果
3.5 本章小结
第4章 波荡器积分场误差的精细优化
4.1 对刻槽过程的计算研究
4.1.1 刻槽的效应的计算方法
4.1.2 数值模拟实验
4.2 优化算法设计
4.2.1 预测模块的实现
4.2.2 目标函数的设计
4.2.3 优化策略
4.3 真空内波荡器上的实际应用结果
4.3.1 积分场测量平台
4.3.2 IVU20优化结果
4.3.3 IVU22优化结果
4.4 本章小结
第5章 总结与展望
参考文献
作者简历及攻读学位期间发表的学术论文与研究成果
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]一种用于波荡器磁中心高精度标定的磁靶标[J]. 俞成,蒋志强,周巧根. 强激光与粒子束. 2018(08)
[2]上海光源真空内波荡器性能的优化[J]. 张伟,周巧根,王宏飞. 中国科学:物理学 力学 天文学. 2011(01)
[3]三维高精度霍尔探头的位置和角度标定[J]. 张伟,周巧根,王宏飞,陆杰. 核技术. 2010(11)
[4]上海光源真空内波荡器积分场垫补中模拟退火算法的应用[J]. 陆杰,周巧根,王宏飞. 核技术. 2010(08)
[5]上海光源首批波荡器永磁块研制[J]. 何永周,张继东,周巧根,钱珍梅,黎阳. 强激光与粒子束. 2010(07)
[6]上海光源可变椭圆极化波荡器积分场垫补[J]. 陆杰,周巧根,王宏飞. 强激光与粒子束. 2009(10)
[7]翻转线圈系统在波荡器积分场测量中的应用[J]. 王宏飞,陆杰,周巧根,任芳林,张继东,卜令山. 强激光与粒子束. 2008(05)
本文编号：2936013
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