儲存環(huán)中快速束團橫向尺寸診斷技術的初步研究.pdf

1、在電子儲存環(huán)中，為了提高機器性能和穩(wěn)定性，需要進行束流動力學、束流不穩(wěn)定性等研究，在這些研究中，每個束團的橫向參數會在幾圈或幾十圈內發(fā)生變化，為此需要能夠進行逐圈或逐束團橫向尺寸測量的系統(tǒng)。本論文參考國外光源的先進技術，利用多陽極倍增管的快速光電檢測技術和基于對數處理方法的束團尺寸和位置提取方法，提出了一種新的快速束團橫向尺寸測量系統(tǒng)，并對測量系統(tǒng)中的關鍵技術進行了初步研究。
　　 國外進行每個束團的橫向尺寸逐圈測量的常用方法是

2、采用快速門相機，它可以從儲存環(huán)中選取一個束團進行測量，并通過定時控制進行逐圈測量，但是由于快速門相機的幀頻率為幾到幾十赫茲，所以其測量時間長，無法進行實時在線測量。為此，我們采用日本濱淞公司的R5900U-L16多陽極倍增管(MaPMT)作為前端光電轉換模塊，其高性能高增益和快速響應的特性非常適合搭建快速束團橫向尺寸測量系統(tǒng)。
　　 對于多陽極倍增管的產生的多路脈沖信號，國外實驗室采用的是多路并行數字信號采集處理，再用高斯擬合法

3、計算束團橫向尺寸。這樣，系統(tǒng)的成本和復雜度均較高。為此，本論文將在此方面開展研究，并提出采用對數處理技術提取束團橫向尺寸，只需要四路信號即可提取束團的橫向尺寸和中心位置，大大降低了成本，提高了系統(tǒng)處理速度。
　　 合肥光源升級改造過程中，需要針對MaPMT的特性設計前端光學成像系統(tǒng)，包括一系列的光學分路、光學濾波、光斑尺寸成像系統(tǒng)、光功率計算以及衰減控制等，以滿足快速束團橫向尺寸測量系統(tǒng)的實驗條件。
　　 MaPMT模塊

4、完成光電轉換后，仍需要前置放大電路將產生的電流信號轉換成電壓信號并進行增益放大，隨后需要AD轉換模塊進行數據采集。本論文提出了一種高帶寬高增益倍數的前置放大電路設計方案，采用了兩級運算放大器在滿足逐束團要求的高帶寬前提下，盡可能的提高增益倍數。前置電路按照要求進行設計后并進行了桌面測試，能充分滿足快速束團橫向尺寸測量系統(tǒng)的要求。
　　 基于高速PXI總線的高分辨率AD采集系統(tǒng)也是整個測量系統(tǒng)中不可缺少的部分，本文介紹了AD采集系