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南方先进光源C波段光阴极电子枪微波设计
1
作者 刘盛进 姜世民 +4 位作者 刘星光 肖永川 曹秀霞 吕永佳 李晓 《强激光与粒子束》 北大核心 2025年第1期162-168,共7页
作为南方先进光源直线段注入器重要设备,开展了C波段光阴极电子枪研究,包括驻波腔微波设计和耦合器设计。其中驻波腔采用3.6腔结构,π模加速模式,工作频率为5.712 GHz;耦合器采用同轴耦合方式。利用Superfish及CST完成了腔体微波结构设... 作为南方先进光源直线段注入器重要设备,开展了C波段光阴极电子枪研究,包括驻波腔微波设计和耦合器设计。其中驻波腔采用3.6腔结构,π模加速模式,工作频率为5.712 GHz;耦合器采用同轴耦合方式。利用Superfish及CST完成了腔体微波结构设计,优化盘片的形状,降低腔体表面最大电场,从而有利于提高腔体加速场强;利用COMSOL开展了腔体水冷系统的分析,优化设计水路,减少腔体由于功率负载所造成的频率偏移,控制腔体温度的上升,保持腔体最大温升小于20℃。在18.15 MW的入腔功率下,阴极面最高场强为180 MV/m,腔体表面最大场强与阴极面场强比值约为0.934 6,腔体Q值大于10 000。通过对耦合器的设计,抑制二极模和四极模的传输,S_(11)参数小于-40 dB。 展开更多
关键词 南方先进光源 光阴极电子枪 微波结构 耦合器 C波段
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加速器用铁氧体-碳化硅混合型高次模阻尼器的研制 被引量：1
2
作者 陈欣 李晨 +6 位作者 赵伟 黄刚 向军 李天涛 杨洁 刘平 秦臻 《强激光与粒子束》 北大核心 2025年第2期108-113,共6页
大电流加速器束管中,当带电粒子流通过束管时,会在束管中激励起高频场,为了降低对束流的影响,束管中产生的高次模需要利用阻尼器将高频场能量转换成热量并通过冷却装置导走。介绍了某混合型高次模阻尼器的研制及主要性能。阻尼器采用的... 大电流加速器束管中,当带电粒子流通过束管时,会在束管中激励起高频场,为了降低对束流的影响,束管中产生的高次模需要利用阻尼器将高频场能量转换成热量并通过冷却装置导走。介绍了某混合型高次模阻尼器的研制及主要性能。阻尼器采用的吸收材料为铁氧体和碳化硅,吸收材料通过金属化和钎焊实现与金属基板的焊接。通过CST和COMSOL软件分别开展了微波性能仿真和热仿真,对阻尼器的结构进行了优化设计。阻尼器的测试结果表明:该混合型阻尼器的吸收效率与计算结果在1.7 GHz以下频段相接近,在1.7 GHz以上高频段后,仿真吸收效率高于实测结果,相差较大;真空漏率、极限真空、水路耐压均满足超导高频腔设计需求。 展开更多
关键词 高次模 阻尼器 铁氧体 碳化硅 焊接
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高能同步辐射光源用铁氧体高次模阻尼器的研制
3
作者 陈欣 李晨 +6 位作者 赵伟 向军 李天涛 黄刚 杨洁 刘平 秦臻 《强激光与粒子束》 北大核心 2025年第4期100-105,共6页
大电流加速器束管中,当带电粒子流通过束管时,会在束管中激励起高频场影响束流大小和稳定性,还会在超导腔运行中带来额外的热损耗,影响超导腔本身运行的稳定性,所以必须对高次模进行有效控制。采用铁氧体为吸波材料吸收高次模,通过金属... 大电流加速器束管中,当带电粒子流通过束管时,会在束管中激励起高频场影响束流大小和稳定性,还会在超导腔运行中带来额外的热损耗,影响超导腔本身运行的稳定性,所以必须对高次模进行有效控制。采用铁氧体为吸波材料吸收高次模,通过金属化和钎焊实现铁氧体与铜基板的焊接,然后与铜束管、冷却系统焊接获得铁氧体高次模阻尼器。使用CST软件仿真了铁氧体高次模阻尼器在不同频率下的微波性能,并与实测结果对比,发现在测试频段内可以有效抑制高次模,但是一定频段内两者的结果存在一定差异。使用COMSOL软件仿真了铁氧体高次模阻尼器工作时的温度分布状态,并与测试结果进行了比较;热测结果表明,吸收功率10.14 kW时,吸收效率达到77.4%。真空漏率、极限真空、水路耐压测试结果均满足超导高频腔设计需求。 展开更多
关键词 高次模 阻尼器 铁氧体 焊接 吸收效率
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一种能够混合噪声的模拟高频腔的设计及实现
4
作者 张恺 徐逢夏 +3 位作者 韦业龙 吴芳芳 李和廷 唐运盖 《电子技术应用》 2025年第10期83-88,共6页
同步辐射加速器高频系统的集成与调试离不开高频腔,但其造价昂贵,加工周期长,使用实际高频腔测试低电平控制器(LLRF)有损坏腔体的风险;此外,实际高频腔的中心频率是固定的,只能测试工作在对应频率的低电平控制器。为了解决上述问题,设... 同步辐射加速器高频系统的集成与调试离不开高频腔,但其造价昂贵,加工周期长,使用实际高频腔测试低电平控制器(LLRF)有损坏腔体的风险;此外,实际高频腔的中心频率是固定的,只能测试工作在对应频率的低电平控制器。为了解决上述问题,设计了一种中心频率能够跟随低电平,同时可以混合白噪声的模拟高频腔装置,用来测试低电平控制器的各项性能。详细阐述了模拟高频腔的设计思路与实现方法,并使用所设计的模拟高频腔与LLRF链接、测试,证明了该模拟高频腔可以测试工作在不同频率下的LLRF,测试其幅相稳定性及其闭环控制能力。所设计的模拟高频腔对高频系统的集成、调试具有巨大的现实意义,能够大大提高低电平控制器的测试效率,同时也能有效避免为测试LLRF导致实际高频腔受损的风险。 展开更多
关键词 模拟高频腔 高频系统 高频低电平控制器 中心频率 噪声混合
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武汉光源高频系统中P波段160 kW连续波环行器的研制
5
作者 肖诚成 张强 +3 位作者 王程 张俊强 方文程 徐一茗 《核技术》 北大核心 2025年第1期42-49,共8页
在同步辐射高频腔设备工作过程中,反射功率的突然增大会导致环行器腔体温度升高,进而使环行器中旋磁铁氧体的参数特性产生变化,最终导致反射功率不能很好地被引导至吸收负载处。为了防止负载反射功率过高对功率源造成不可逆转的损伤,需... 在同步辐射高频腔设备工作过程中,反射功率的突然增大会导致环行器腔体温度升高,进而使环行器中旋磁铁氧体的参数特性产生变化,最终导致反射功率不能很好地被引导至吸收负载处。为了防止负载反射功率过高对功率源造成不可逆转的损伤,需要将高功率环行器的反射功率引导至吸收负载上,从而对功率源进行保护。因此,在环行器上设计增加温度补偿功能模块,对环行器的张量磁导特性进行补偿。介绍了国内首台带有温度补偿控制功能的P波段160 kW连续波环行器的研制。经过测试,环行器在中心频率499.654 MHz,带宽±5 MHz范围内的传输损耗低于0.1 dB,中心频率处可达到0.06 dB以下。输入口反射在输出端口全短路的最差情况下,仍然优于-29 dB。在使用恒温水箱模拟实际运行过程中的水温变化的过程中,温度补偿控制模块能让环行器性能保持最佳状态,验证了温度补偿模块功能的可靠性。 展开更多
关键词 铁氧体 环行器 温度补偿 P波段 高功率
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中国散裂中子源直线射频功率源系统的研制 被引量：10
6
作者 李健 徐新安 +10 位作者 慕振成 周文中 刘美飞 姚远 荣林艳 王博 谢哲新 万马良 付云丰 张宗花 乔际民 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第8期161-167,共7页
中国散裂中子源加速器质子束流加速能量为1.6GeV,重复频率为25 Hz,撞击固体金属靶产生散射中子,一期工程的打靶束流功率为100kW。直线加速器的设计束流流强为15 mA,输出能量为81MeV。射频加速和聚束系统包括一台射频四极场加速器、中能... 中国散裂中子源加速器质子束流加速能量为1.6GeV,重复频率为25 Hz,撞击固体金属靶产生散射中子,一期工程的打靶束流功率为100kW。直线加速器的设计束流流强为15 mA,输出能量为81MeV。射频加速和聚束系统包括一台射频四极场加速器、中能束流传输线的两个聚束器、四节漂移管直线加速器加速腔和直线-环束流传输线的一个散束器,与之相对应,共有8个单元在线运行的射频功率源为其提供所需的射频功率。目前,直线射频功率源系统预研项目已全部完成,各项性能参数均已达到设计指标,当前正处在批产安装调试阶段。 展开更多
关键词 射频功率源 数字化射频低电平控制 四极管 串联谐振 高压电源
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C-ADS主加速器系统CM4低温恒温器的热负荷分析 被引量：8
7
作者 韩瑞雄 葛锐 +4 位作者 张建琴 孙良瑞 桑民敬 边琳 李少鹏 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第11期2079-2084,共6页
为了优化CM4低温恒温器的结构型式,本文对低温恒温器热负荷来源进行了研究,包括低温绝热支撑(POST)、电流引线、高功率耦合器的热传导,80K冷屏的热辐射,超导腔、高功率耦合器的动态热负荷等。研究结果表明,CM4低温恒温器满足低热负荷的... 为了优化CM4低温恒温器的结构型式,本文对低温恒温器热负荷来源进行了研究,包括低温绝热支撑(POST)、电流引线、高功率耦合器的热传导,80K冷屏的热辐射,超导腔、高功率耦合器的动态热负荷等。研究结果表明,CM4低温恒温器满足低热负荷的要求,为下一步低温恒温器的优化及运行调试提供了理论基础。 展开更多
关键词 低温恒温器 4.2 K液氦 热力学分析 静态热负荷 动态热负荷
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基于定向耦合器的高频功率测量 被引量：8
8
作者 石爱民 王贤武 +1 位作者 文良华 冯勇 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第4期1061-1064,共4页
为实现发射机大功率的准确测量和有效保护,详细阐述了定向耦合器的原理、参数标定和功率测量方法,并以该方法测试已有的发射机输出功率。从测试结果分析得出,该方法具有安装简易、精度高、可动态标定的优点。通过在高频功率源与谐振加... 为实现发射机大功率的准确测量和有效保护,详细阐述了定向耦合器的原理、参数标定和功率测量方法,并以该方法测试已有的发射机输出功率。从测试结果分析得出,该方法具有安装简易、精度高、可动态标定的优点。通过在高频功率源与谐振加速腔之间安装定向同轴耦合器,经测量标定后,可实现在线测量出功率源的输出功率、驻波比,将测量结果反馈给控保和监测系统后,可完成在线大功率测量和设备的可靠控制与保护。 展开更多
关键词 定向耦合器 功率源 标定 谐振加速腔
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兰州重离子加速器冷却储存环高频加速系统 被引量：7
9
作者 张文志 王凤文 +4 位作者 许哲 G.Y.Kurkin 杨晓东 夏佳文 魏宝文 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第4期490-493,共4页
文章介绍兰州重离子加速器冷却储存环主环用于加速粒子的高频加速系统。加速系统的频率范围为0．25～1．7MHz，最高峰值电压为8．0kV。高频腔体的固有谐振频率通过调节绕在腔体加载的铁氧体材料上的偏磁电流来改变，所加载的铁氧体材料... 文章介绍兰州重离子加速器冷却储存环主环用于加速粒子的高频加速系统。加速系统的频率范围为0．25～1．7MHz，最高峰值电压为8．0kV。高频腔体的固有谐振频率通过调节绕在腔体加载的铁氧体材料上的偏磁电流来改变，所加载的铁氧体材料为600HH。高频腔体内的真空度达到3×10^-9 Pa，高频发射机的最大输出功率为30kW，高频系统的控制采用基于PCI总线技术，它提供所有高频系统控制及监测功能。 展开更多
关键词 铁氧体 高频腔 束流加速
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中国散裂中子源二期双spoke超导腔设计 被引量：5
10
作者 周文中 潘卫民 +15 位作者 葛锐 贺斐思 李中泉 王子晗 米正辉 黄彤明 戴劲 马强 徐妙富 李梅 王小龙 刘佰奇 张新颖 刘华昌 彭军 王生 《强激光与粒子束》 CAS CSCD 北大核心 2023年第3期102-110,共9页
中国散裂中子源是中国第一台、世界第四台脉冲型散裂中子源,其已于2020年2月达到100 kW功率的设计指标,运行稳定高效,供束效率位于国际前列。中国散裂中子源二期升级方案中总束流功率将升级到500 kW,其中直线加速器段将采用超导加速腔结... 中国散裂中子源是中国第一台、世界第四台脉冲型散裂中子源,其已于2020年2月达到100 kW功率的设计指标,运行稳定高效,供束效率位于国际前列。中国散裂中子源二期升级方案中总束流功率将升级到500 kW,其中直线加速器段将采用超导加速腔结构,束流能量由80 MeV提高到300 MeV。其中在80~165 MeV能量段采用324 MHz双spoke超导腔,在165~300 MeV能量段采用648 MHz 6-cell椭球超导腔。采用CST、COMSOL等仿真软件完成324 MHz双spoke超导腔的电磁、机械设计及优化,达到实际运行指标要求。为了提高腔运行的稳定性,在腔的设计中对E_(P)/E_(acc)着重进行了优化,使其尽量降低。 展开更多
关键词 双spoke超导腔 氦压灵敏度 洛伦兹力失谐 二次电子倍增 调谐灵敏度
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合肥储存环电子束流寿命分析 被引量：4
11
作者 徐宏亮 张剑锋 +3 位作者 黄贵荣 孙葆根 李珏忻 何多慧 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第3期455-458,共4页
电子束流寿命是个很重要的指标,直接影响合肥光源的正常运行,为此研究了影响束流寿命的因素,测量了高频腔压、耦合度以及束团长度对电子束流寿命的影响,研究显示合肥储存环的电子束流真空寿命和托歇克寿命相当;并且利用束损系统测量了... 电子束流寿命是个很重要的指标,直接影响合肥光源的正常运行,为此研究了影响束流寿命的因素,测量了高频腔压、耦合度以及束团长度对电子束流寿命的影响,研究显示合肥储存环的电子束流真空寿命和托歇克寿命相当;并且利用束损系统测量了因托歇克寿命的变化而造成束流损失的相对变化;通过增加耦合度增加束流的垂直发射度,有效地提高了束流的寿命,保证了合肥光源的正常运行。 展开更多
关键词 真空寿命 托歇克寿命 腔压 耦合度 束流损失
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X-波段轴耦合驻波电子直线加速管物理设计与研究 被引量：9
12
作者 孙翔 童德春 林郁正 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 1998年第4期294-298,共5页
为发展结构更加紧凑的小型电子直线加速器，进行了Ｘ－波段驻波电子直线加速结构的研究。采用π／２模轴耦合驻波加速结构，频率为９３００ＭＨｚ；不使用任何外加聚焦器件，应用交变相位聚焦技术，使射频场在纵向聚束和加速的同时，实... 为发展结构更加紧凑的小型电子直线加速器，进行了Ｘ－波段驻波电子直线加速结构的研究。采用π／２模轴耦合驻波加速结构，频率为９３００ＭＨｚ；不使用任何外加聚焦器件，应用交变相位聚焦技术，使射频场在纵向聚束和加速的同时，实现横向聚焦。设计了工作频率为９３００ＭＨｚ、管长约１５０ｍｍ的２ＭｅＶ轴耦合驻波电子直线加速管，给出了加速管物理设计参数。热测出束实验，馈入微波功率０．６８ＭＷ，负角注入１７ｋｅＶ电子束，得到脉冲流强＞９０ｍＡ、能量达２．４ＭｅＶ的电子束，俘获效率好于３０％，出口束靶点直径＜１．４ｍｍ。 展开更多
关键词 X-波段 轴耦合 驻波结构 直线加速器 加速管
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高功率脉冲离子束的产生 被引量：5
13
作者 石磊 王永昌 +4 位作者 邱爱慈 何小平 张嘉生 蒯斌 曾正中 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 1999年第6期776-780,共5页
分析了高功率二极管中的双向流以及提高离子流产生效率的反射三极管、磁绝缘二极管和箍缩二极管工作原理，概述了高功率脉冲离子束研究进展及发展方向。
关键词 高功率脉冲离子束 二极管 加速器
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合肥光源40kW高频固态发射机的研制进展 被引量：4
14
作者 黄贵荣 初晨 +5 位作者 金凯 王金祥 贾大春 贺正 孙永惠 李云敏 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第10期2417-2420,共4页
介绍了用于合肥光源800 MeV电子储存环高频系统的204 MHz,40 kW固态发射机的研制进展。该发射机为双塔结构,由130个330 W功放模块进行三级合成。其关键部件的样件包括10路功放和2.5kW八合一,20 kW八合一以及40 kW二合一功率合成器各1件... 介绍了用于合肥光源800 MeV电子储存环高频系统的204 MHz,40 kW固态发射机的研制进展。该发射机为双塔结构,由130个330 W功放模块进行三级合成。其关键部件的样件包括10路功放和2.5kW八合一,20 kW八合一以及40 kW二合一功率合成器各1件的制作和测试已完成。测得各合成器输出端驻波比不超过1.05,功放模块的增益达到26 dB,幅相偏差小于0.1 dB和5°,达到设计要求。 展开更多
关键词 高频系统 固态发射机 径向合成器 高频功放模块
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关于分离作用射频四极场(RFQ)加速结构的设想 被引量：7
15
作者 陈佳洱 方家驯 +2 位作者 李纬国 吴瑜 颜学庆 《自然科学进展》 北大核心 2002年第1期23-28,共6页
RFQ加速器是一种体积小、束流强、性能优良、应用广泛的新型离子直线加速器,但随着加速能量的增高,它的加速效率逐步下降.分析了加速与聚焦作用之间相互制约引起的矛盾,提出了将加速与聚焦作用分离的“分离作用RFQ”(SFRFQ)的设想.对两... RFQ加速器是一种体积小、束流强、性能优良、应用广泛的新型离子直线加速器,但随着加速能量的增高,它的加速效率逐步下降.分析了加速与聚焦作用之间相互制约引起的矛盾,提出了将加速与聚焦作用分离的“分离作用RFQ”(SFRFQ)的设想.对两种分离作用的加速结构进行了讨论,并通过初步的模拟计算与模型实验测量论证其可行性.它们都可提高能量增益,从而有效地提高加速能量的上限. 展开更多
关键词 加速结构 射频四极场 分离作用 能量增益 RFQ加速器 加速能量 电场结构
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HI-13串列加速器升级工程在线同位素分离器高质量分辨谱仪物理设计 被引量：7
16
作者 彭朝华 关遐令 崔保群 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第2期133-138,共6页
HI-13串列加速器升级工程中的在线同位素分离器(ISOL)高质量分辨谱仪要求20 000的质量分辨率。本工作采用大小铁双能量结构削弱能量色散,有效解决了束流能散过大导致的谱仪质量分辨率低的问题。结果表明:当束流高斯分布宽度为0.06 mm和1... HI-13串列加速器升级工程中的在线同位素分离器(ISOL)高质量分辨谱仪要求20 000的质量分辨率。本工作采用大小铁双能量结构削弱能量色散,有效解决了束流能散过大导致的谱仪质量分辨率低的问题。结果表明:当束流高斯分布宽度为0.06 mm和10 mrad时,谱仪的质量分辨率达到了33 400;若考虑加速段引入的0.002%能散,谱仪最终的质量分辨率为20 000。 展开更多
关键词 在线同位素分离器 高质量分辨 能量色散 谱仪
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NSRL电子储存环新RFKO系统 被引量：4
17
作者 阴泽杰 李为民 +1 位作者 吴孝义 钱卫明 《核电子学与探测技术》 CAS CSCD 北大核心 2001年第3期173-175,192,共4页
介绍了合肥国家同步辐射室 ( NSRL )最新研制的电子储存环高频剔除 ( RFKO)系统的原理、结构和实验结果。利用 RFKO系统能够对 NSRL电子储存环的填充模式进行远程数控调节 。
关键词 高频剔除 乒乓缓冲 高速模拟开关 合肥国家同步辐射室 电子储存环 RFKO系统
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数字化LLRF频调环路的步进电机控制算法设计 被引量：3
18
作者 张瑞 赵玉彬 +1 位作者 付泽川 刘建飞 《核技术》 CAS CSCD 北大核心 2010年第8期571-574,共4页
本文介绍用于超导高频腔频率调谐环路控制中具有自动联锁保护功能的二相步进电机的控制算法。设计以可编程门阵列(FPGA)为核心部件,采用低频启动,逐步升频过渡到稳定工作状态,实现步进电机的平稳运行;通过设置联锁控制信号回路,实现步... 本文介绍用于超导高频腔频率调谐环路控制中具有自动联锁保护功能的二相步进电机的控制算法。设计以可编程门阵列(FPGA)为核心部件,采用低频启动,逐步升频过渡到稳定工作状态,实现步进电机的平稳运行;通过设置联锁控制信号回路,实现步进电机在运动过程中的超限自动联锁保护功能。测试结果显示,通过优化设置不同的启动频率,不同的升频速度,实现了步进电机在上海光源超导高频腔上的稳定运行。 展开更多
关键词 调谐环路 步进电机 可编程门阵列 升频
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HIRFL新B1聚束器冷却系统设计 被引量：2
19
作者 李智慧 唐靖宇 +1 位作者 黄廷泽 王胜利 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2000年第6期759-762,共4页
在利用 MAFIA程序计算得到的新 B1聚束器腔体表面电流分布的基础上 ,提出了新 B1聚束器的冷却方案 ,并计算了水流及水管表面的电流分布 ,得到了冷却所需要的流量。最后估计了由于工作温度的升高所引起的并联阻抗的减小及频率的漂移。
关键词 冷却系统 电流分布 温度分布 流量 HIRFL B1聚束器 加速器 系统设计
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合肥储存环注入状态下的高频系统研究 被引量：2
20
作者 徐宏亮 王琳 +5 位作者 李永军 黄贵荣 张鹏飞 李为民 刘祖平 何多慧 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第1期109-112,共4页
　对高频系统的束流负载效应和Robinson不稳定性条件进行了详细分析;通过对失谐角、视在失谐角与储存环注入流强限的研究发现,对于合肥光源这样的中能储存环,由于注入状态的电子束能量较低,同步辐射相角接近90°,因此,只要给高频腔... 　对高频系统的束流负载效应和Robinson不稳定性条件进行了详细分析;通过对失谐角、视在失谐角与储存环注入流强限的研究发现,对于合肥光源这样的中能储存环,由于注入状态的电子束能量较低,同步辐射相角接近90°,因此,只要给高频腔馈入一定的功率,再把腔调到一定的失谐角,就可以在环中注到较高的流强,达到二期工程的设计目标。 展开更多
关键词 失谐角 视在失谐角 入射功率 腔压
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