| 题名 | 上海光源高次谐波腔的设计和前期实验研究 |
| 作者 | 马广明 |
| 学位类别 | 博士 |
| 答辩日期 | 2008-12-30 |
| 授予单位 | 中国科学院上海应用物理研究所 |
| 授予地点 | 上海应用物理研究所 |
| 导师 | 赵振堂 |
| 关键词 | 超导射频 上海光源 高次谐波腔 高次模 低损耗 场分布 LabVIEW 垂直测试 |
| 其他题名 | Design and Experimental Research of Harmonic Cavities for SSRF |
| 中文摘要 | 光子科学（Photon Science）是一门正在兴起的新学科，它是使用由粒子加速器产生的光子，探测微观世界的各种细节的基础科学的总称。其中，同步辐射光源是研究光子科学的重要平台之一。与前两代光源相比，第三代光源的加速器具有电子束流强度高、发射度低的特点，且大量使用插入件。上海光源是一台即将运行的第三代同步辐射光源，为了提高其储存环的束流寿命，克服强流不稳定性，计划在其储存环上安装一套高次谐波腔。本文论及了研制该超导高次谐波腔的前期阶段，包括物理设计、工艺探索和高频测试等等。 本文首先分析了高次谐波腔的运行机制，综述了双腔束流动力学原理，再由上海光源储存环的参数，确定了高次谐波腔的频率、腔压等参数。根据“低损耗、高阻抗”的设计方向，利用软件模拟的方法，优化并确定了最终的单胞腔的腔形。在此基础上，设计了完整的非耦合的双胞铌腔的方案，通过两种方案解决了所有高次模引出的难题。 其次，探索超导腔的加工工艺是本文的重点之一。我们采用较易实现的“冲压－焊接”方案加工了单胞铜腔和铌腔。首先用铜材尝试，待工艺成熟后，再用铌材加工。经过改进第一批腔加工中出现的问题，第二批单胞腔的频率等参数比较精确地达到了设计指标。 腔加工完成后，我们进行了两项实验，分别是基于铜模型腔的“高次模测量”实验和基于铌腔的“低温垂直测试”。 高次谐波腔的模型腔的高次模测量，采用的是独立开发的一套“高频测量系统”。该测量系统采用一步一测的方式，保证了测量的准确性。利用这个系统，我们完成了1.5GHz高次模谐波腔的铜模型腔的单极子高次模的场型和R/Q等参数的测量，确认了腔内双极子模的频率。经与软件模拟结果对照，测量结果与模拟结果能够较好地符合。 铌腔的垂直测试，是在为对超导腔的内表面进行任何处理的情况下进行的原理性测试。实验中，无功率时Q值大于1.0×108，最大腔压达到了1.07MV/m。由于超导腔内表面未经抛光处理，所以腔压、Q值等指标并未达到设计指标，但所用铌材的超导性能、加工工艺可行性等得到了验证。 |
| 语种 | 中文 |
| 公开日期 | 2012-04-11 |
| 页码 | 120 |
| 内容类型 | 学位论文 |
| 源URL | [http://ir.sinap.ac.cn/handle/331007/7277]  |
| 专题 | 上海应用物理研究所_中科院上海应用物理研究所2004-2010年 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 马广明. 上海光源高次谐波腔的设计和前期实验研究[D]. 上海应用物理研究所. 中国科学院上海应用物理研究所. 2008. |
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