《中国科学院研究生院(上海应用物理研究所)》2015年博士论文

发布时间：2016-12-25 16:56

  本文关键词：上海光源插入件效应研究，由笔耕文化传播整理发布。

《中国科学院研究生院(上海应用物理研究所)》 2015年

上海光源插入件效应研究

张庆磊  

【摘要】：大量使用波荡器和扭摆器,即插入件,是第三代同步辐射光源的重要特点之一。插入件不但可以为用户提供高亮度的同步辐射,还可以通过插入件参数的不同设置,实现同步辐射能谱和极化模式的调节,这些都是传统的弯铁发光模式所不能比拟的。然而,插入件的引入可能会对束流造成一些不良影响,包括闭轨扰动、线性光学畸变、动力学孔径缩小、发射度增长,等等。尤其是大量插入件同时运行时,不同插入件的作用叠加在一起,将对束流品质造成严重损害。上海光源是世界上性能先进的第三代中能光源之一,自2009年对用户开放以来,已先后有10台插入件投入正式运行。插入件的类型包括了常温永磁扭摆器、真空内波荡器(IVU)、椭圆极化波荡器(EPU),以及低温永磁波荡器(CPMU)。插入件的布局包括常规的放置于直线节中部的布局和双斜插入件布局(Dual Canted Insertion Device),以及并排双插入件布局(DEPU)。在接下来的后续束线工程中,更多的插入件将被安装到储存环中,包括超高磁场的超导扭摆器(Superconducting Wiggler)、结构复杂的椭圆极化波荡器(APPLE-Knot),等等。这对上海光源的性能和稳定运行提出了严峻挑战。插入件效应的研究是一个非常紧迫、且具有现实意义的课题,包括对束流动力学不良影响的分析,相应补偿手段的设计,以及对束流品质改善作用的研究。本文对此开展了一些工作。首先,对插入件的束流动力学效应进行了理论探讨,并归纳和发展了一些用于评估插入件效应的公式;对已安装的插入件进行了实验观测,并结合理论计算结果进行了分析;探讨了抑制不良影响的补偿方法,并在实验中进行了验证。然后,基于数值模拟技术,发展了一种插入件的早期评估方法,并进行了检验;利用该方法分析了超导扭摆器的影响,设计了补偿方案并对其效果进行了模拟评估;分析了用鲁宾逊扭摆器(Robinson Wiggler)降低上海光源束流发射度的方案,并进行了模拟验证。最后,介绍了一种基于三维磁场数据的后期评估方法,并用于即将安装的APPLE-Knot结构插入件的研究;分析了其不同运行模式下的动力学表现,根据其特点进行了多极场补偿方案设计,并进行了模拟验证。基于上海光源实际情况,本文采用理论分析、模拟评估和实验的方法,根据不同阶段的不同条件,开展了插入件效应的研究工作,为保持上海光源的稳定运行做出了一些有益的工作。

【关键词】：
【学位授予单位】：中国科学院研究生院(上海应用物理研究所)
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：O572
【目录】：

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