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北京北信科遠儀器有限責任公司
主營產品： 搖擺式脫色搖床,實驗室電子分析天平,一體涂層測厚儀 |
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2016-7-18 閱讀(1013)
波蕩器是相對論性電子束與光場相互作用的區域，在FEL研究中起著至關重要的作用。當電子束品質（能散、發射度、流強等）一定的情況下，波蕩器的性能參數，如峰值場強、好場區大小等將直接決定FEL增益。波蕩器按幾何結構可分為平面型波蕩器、錐化型波蕩器、螺旋型波蕩器等；按使用材料可分為永磁波蕩器、混合型波蕩器及電磁波蕩器等。中物院FEL現主要進行100m遠紅外FEL.磁極材料為FeCoV，飽和磁通密度為2.4T；永磁塊材料為NdFeB，剩磁為混合型波蕩器磁路結構示意。2衡量波蕩器性能的參數指標2.2.1峰值場強隊峰值場強褚是指在一定的間隙條件下，該波蕩器的磁場所能達到的zui大值。該參數主要體現了波蕩器在磁性能方面的能力，它與波蕩器參數尤存在以下關系：々為波蕩器周期長度，本項目FEL混合型波蕩器的々=3.2.心。另外，峰值場通密度B還通過波蕩器參數K與放射波長2、電子束能量yw0c2、波蕩器周期長度々存在下面的關系：2.2.4單電子小信號增益與理想增益的比率FEL的一個重要性能指標是小信號增益，它表示在小信號狀態下光場與電子束相互作用后的能量增長程度。平面波蕩器的小信號增益可由下式來估算：對于類似中物院FEL混合型波蕩器這樣的平面型波蕩器，則需用K2/2替換上的K2.其中，K滿對于中物院FEL混合型波蕩器，波蕩器周期N=38，K=0.967，則要求AK/K小于1.36%. 2.2.3單電子軌跡模擬中心偏移為了衡量波蕩器磁場分布的好壞，在波蕩器調試過程中常采用模擬中心束線（波蕩器對稱中心線）單電子軌跡的方法來進行判斷。由于電子束團與光場的有效換能需要電子束團的橫向運動始終位于光束的包絡之內，也就是電子束團在波蕩器磁場作用下的運動軌跡必須位于光束的包絡內。假定電子束線與波蕩器中心線嚴格重合，則電子束在波蕩器作用段的軌跡中心偏移zui大允許量，應為束線上各點光斑半徑與電子束橫截面半徑之差取zui小值。對于正在進行的100m遠紅外自由電子激共10個點的Bz值。
3.2優化組合及排序如所示，由于磁路中不同磁極（軟磁）之間性能差異不大，只起導出磁通的作用，磁極上的磁場主要決定于左右兩塊永磁（磁塊）磁通的疊加，因此優化組合數據處理時忽略了磁極的影響，考慮由磁塊直接緊密相接時磁極上各點6值的情況；點的選取方法與磁塊測試相同。為了便于區分，我們用表示第W個磁極中心點的疊加磁場；用瓜、表示第W個磁極沿I方向偏離中心點15mm的疊加磁場分別排出了兩個序列，稱為序列1與序列2，對應波蕩器的上下兩列，優化組合結果見。相對于均值否M偏差反映了峰-峰值誤差，私、相對于萬偏差反映了對稱性好壞。由可以看出，優化組合的峰-峰值誤差都小于1%；在中心點左右間隔15mm對稱點的偏差都小于5%. 4調試結果FEL混合型波蕩器現已研制完成，是該波蕩器實物圖，~為波蕩器間隙為18mm條件下的調試結果。為中心束線磁場單電子軌跡模擬；為中心束線峰值磁場分布圖；為I方向磁場均勻性（好場區）分布情況；為夕與尤的關系圖，FEL混合型波蕩器的尤=0.934x0.3235x3.2=0.9667，AX7尤取中的結果1.2%，從可以看出，單電子小信號增益與優化組合結果磁性材科及器件波蕩器對稱中心線上的單電子軌跡模擬（中心偏移<0.1mm）波蕩器對稱中心線上的峰值場強分布（平均峰值場強為323.5mT）N（磁場峰值序列）X方向磁場均性分布（好場區）（1-中心線左移3mm；2-中心線；3-中心線右移3mm；AK/Kzui大值約為1.2%）5結論中物院FEL波蕩器采用Halbach混合型結構，在間隙為18mm的條件下，獲得的峰值場強為323.5mT，好場區大于10mm，單電子模擬軌跡中（上接13頁）心偏移小于0.1mm，單電子小信號增益與理想增益的比率高達98°%.北京富瑞恒創科技有限公司。
