X波段失谐加速结构的计算.pdfVIP

　第 16 卷 　第 6 期 强 激 光 与 粒 子 束 Vol. 16 ,No. 6 　 　2004 年 6 月 HIGH POWER LASER AND PARTICL E BEAMS J un. ,2004 　 文章编号 : (2004) X 波段失谐加速结构的计算 侯洪涛 , 　董 　赛 , 　吴丛凤 , 　王 　琳 ( 中国科学技术大学 国家同步辐射实验室, 安徽 合肥 230029) 　　摘 　要 : 　采用 Mafia 程序设计 X 波段失谐加速结构 , 同时利用Largrange 插值的方法计算了加速结构的 ( ) 尺寸 ,得到了加速结构的特性参数和尾场特性。结果表明 ,失谐加速结构的品质因子 7 926. 0～8 012. 2 和分 ( Ω ) 路阻抗 89. 7～125. 1M / m 比较高,与等阻抗加速结构相比 ,可以使尾场明显下降 ,从而降低束流崩溃发生的 可能性。 　　关键词 : 　失谐 ; 　加速结构 ; 　尾场 ; 　Largrange 插值 　　中图分类号 : 　TL501 　　　　文献标识码 : 　A 　　未来直线加速器的发展方向是高亮度、高流强、高加速梯度。采用 X 波段加速结构可以提高击穿场强 ,缩 短加速结构的长度 ,降低直线加速器的成本;多束团运行可提高高频效率[1 ,2 ] 。而采用多束团运行就引出一个 新的问题 :即前行束团因有限偏移激发的尾场效应对后行束团的影响不能忽略。SLAC 研究得出 ,X 波段中对 束流影响最大的是横向偶极尾场 ,它会使后行束团的运动偏离轴线 , 引起发射度的变大 ,加大束流的横向不稳 定性 ,严重情形会导致束流崩溃[3～5 ] ,限制了直线加速器的亮度和加速梯度的提高。 ( 　　在本设计中使加速结构的加速单元尺寸沿加速结构纵向变化 ,使对尾场贡献最大的最低同步偶极模 vp = c) 的频率模式密度呈高斯分布 ,从而扩展偶极模的频谱 ,使尾场单调、迅速、非谐振的下降[5 ,6 ] 。 1 　失谐加速结构设计和分析 ( ) 　　为研究失谐加速结构的特性 ,本文采用 Mafia 程序设计了 X 波段 f 0 = 9. 37 GHz 、相速度为光速、工作模 π 式为 2 / 3 、盘片半径变化范围 r = 3 ～5mm 、盘片厚度皆为 d = 1. 0mm 、最低同步偶极模频率模式密度按高斯 分布、具有 N 个加速单元的失谐加速结构[7 ] 。 (f - f) 2