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《合肥光源新的束團(tuán)截面及發(fā)射度測(cè)量系統(tǒng)的研制》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在工程資料-天天文庫(kù)。
1、第30卷第8期高能物理與核物理Vol.30,No.82006年8月HIGHENERGYPHYSICSANDNUCLEARPHYSICSAug.,2006合肥光源新的束團(tuán)截面及發(fā)射度測(cè)量系統(tǒng)的研制11,211111孫葆根鄭普盧平徐宏亮王筠華王季剛王寶云1(中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)國(guó)家同步輻射實(shí)驗(yàn)室合肥230029)2(中國(guó)工程物理研究院核物理與化學(xué)研究所綿陽(yáng)621900)摘要介紹了合肥光源儲(chǔ)存環(huán)紫外光束團(tuán)截面及束流發(fā)射度測(cè)量系統(tǒng).本系統(tǒng)采用光學(xué)探測(cè),由光學(xué)成像和圖像采集處理兩大部分組成.光學(xué)成像部分利用光學(xué)成像將中心波長(zhǎng)366.1nm紫外光1:1成像于
2、CCD探測(cè)器上.圖像采集處理部分將CCD探測(cè)器采集的視頻信號(hào)由電纜輸出到圖像采集卡進(jìn)行圖像采集,然后由LabVIEW程序進(jìn)行數(shù)據(jù)處理獲得束團(tuán)截面尺寸以及束流發(fā)射度和耦合度,最后給出了實(shí)驗(yàn)結(jié)果.關(guān)鍵詞紫外光束團(tuán)截面尺寸發(fā)射度耦合度CCD1引言2測(cè)量原理同步輻射加速器中,束團(tuán)截面及束流發(fā)射度是表當(dāng)電子束團(tuán)在經(jīng)過(guò)二極鐵時(shí)做彎轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng),在瞬時(shí)征束流性能的很重要參數(shù).為了提高束流品質(zhì)和對(duì)束運(yùn)動(dòng)方向產(chǎn)生同步輻射光,光束包絡(luò)反映了發(fā)光處流不穩(wěn)定性的研究,必須進(jìn)行束團(tuán)截面及發(fā)射度的測(cè)的電子束團(tuán)特性.光束經(jīng)水冷銅鏡反射,紫外、可見(jiàn)[16]量.為此,國(guó)內(nèi)外很多實(shí)驗(yàn)
3、室(如美國(guó)的SLAC實(shí)光和紅外光被反射出來(lái),經(jīng)光學(xué)成像系統(tǒng),圖像處理驗(yàn)室、日本的KEKB、臺(tái)灣SRRC以及北京高能所的系統(tǒng),可以測(cè)出束團(tuán)截面尺寸.選用366.1nm紫外光正負(fù)電子對(duì)撞機(jī)等)非常重視束團(tuán)截面及束流發(fā)射度來(lái)進(jìn)行束團(tuán)截面及發(fā)射度測(cè)量.由光學(xué)成像系統(tǒng)引測(cè)量系統(tǒng)的研制,并已投入實(shí)際應(yīng)用.出同步光信號(hào)成像到電荷耦合器件(CCD)上,然后合肥光源原有一套可見(jiàn)光束團(tuán)截面及束流發(fā)射采用NI公司的PCI1409圖像采集卡進(jìn)行圖像采集,由[7]度測(cè)量系統(tǒng),在機(jī)器調(diào)試和機(jī)器研究中發(fā)揮了重要LabVIEW軟件編程進(jìn)行圖像采集卡的初始化和數(shù)據(jù)的作用.原有
4、束流發(fā)射度測(cè)量系統(tǒng)安裝在B3E鐵的處理,計(jì)算束團(tuán)截面尺寸、束流發(fā)射度及耦合度等束A出光口,由于中國(guó)科學(xué)院創(chuàng)新項(xiàng)目要在該出光口建流參數(shù).圖1給出了測(cè)量系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖.立一條與真空系統(tǒng)共用的束流診斷光束線,所以必須要對(duì)光路進(jìn)行重新設(shè)計(jì),同時(shí)考慮以下原因:(1)原系統(tǒng)采用的工作波長(zhǎng)是500nm,由光源引起的偏差較大;(2)原系統(tǒng)無(wú)法兼顧進(jìn)行200MeV和800MeV的測(cè)量;圖1測(cè)量系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖(3)原系統(tǒng)采用的CCD探測(cè)器在工作范圍為非線性,沒(méi)有進(jìn)行修正,產(chǎn)生非常大誤差;因此,合肥光源進(jìn)行了一套新的儲(chǔ)存環(huán)束團(tuán)截面及發(fā)射度測(cè)量系統(tǒng)研3光學(xué)成像系統(tǒng)設(shè)計(jì)[
5、8]制.新系統(tǒng)安裝在與其對(duì)稱的B3W鐵的A出光口,3.1同步光半張角計(jì)算并在經(jīng)過(guò)大量調(diào)研的基礎(chǔ)上,采用同步光的紫外部分進(jìn)行測(cè)量.當(dāng)電子速度接近光速時(shí),同步輻射將集中在一個(gè)2005{11{03收稿中國(guó)科學(xué)院知識(shí)創(chuàng)新重大項(xiàng)目(KY4206)和國(guó)家自然科學(xué)基金(10275062)資助792796第8期孫葆根等：合肥光源新的束團(tuán)截面及發(fā)射度測(cè)量系統(tǒng)的研制793沿電子運(yùn)動(dòng)軌道的切線方向的光錐內(nèi).由于電子在彎XC-EU50攝像頭有兩種工作模式,一種是線性模轉(zhuǎn)軌道上連續(xù)運(yùn)動(dòng),觀察者見(jiàn)到的同步輻射光呈扁平式,一種是對(duì)數(shù)模式,選用線性模式,這樣避免修正的扇狀.
6、在合肥光源儲(chǔ)存環(huán)上,電子能量E=800MeV,帶來(lái)的測(cè)量誤差.圖3給出了XC-EU50型CCD在線[9]軌道曲率半徑?=2.2221m.同步輻射的臨界波長(zhǎng)為性模式下灰度值對(duì)流強(qiáng)的響應(yīng)曲線,其中圖像卡采用4?310bit的A/D轉(zhuǎn)換.對(duì)于測(cè)量系統(tǒng)光路中其他所有光?c=??°=2:426nm;(1)3學(xué)元件均采用紫外材料.2式中°為電子的相對(duì)能量,°=E=m0c,E為總能量,2m0c為電子的靜止能量(即511keV).波長(zhǎng)為366.1nm的同步光半張角為μ?1=31??(366:1nm)==3:401mrad:(2)°?c對(duì)應(yīng)于200MeV的能量
7、時(shí),同樣可得?c=155:2nm;?(366:1nm)=3:401mrad:(3)由此可知,在儲(chǔ)存環(huán)電子能量不同的情況下,對(duì)應(yīng)于同一波長(zhǎng)的同步光,它的光錐角是相同的.圖3XC-EU50型CCD灰度值對(duì)流強(qiáng)的響應(yīng)曲線3.2攝像頭及光學(xué)元件選取3.3光學(xué)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)光電工程中電荷耦合器件(CCD)技術(shù)與圖像技術(shù)的有機(jī)結(jié)合,使計(jì)量技術(shù)向視覺(jué)化、智能化迅速發(fā)首先確定系統(tǒng)的放大率,采用SONY公司的XC-展,它廣泛應(yīng)用于幾何測(cè)量、遙感測(cè)量、精密的尺寸EU50型CCD探測(cè)器感光靶面為7.95mm￡6.45mm,測(cè)量以及光波干涉等技術(shù)領(lǐng)域.理想的CCD探測(cè)器
8、件被測(cè)束流截面尺寸?x<1mm,考慮到束流軌道的變化應(yīng)把最小光量到最大光量產(chǎn)生的信號(hào)成比例的收集,以及光斑的抖動(dòng),按照?qǐng)D像處理需要,感光面尺度應(yīng)但在實(shí)際的電路中,許
