一、NSRL二期工程新建的磁场测量系统（论文文献综述）
张宏,周保范,李华,蒙萱,高亚虎,彭亮,邓霞,张军伟,雷东升,关超帅,胡阳,朱柳,张悬,郑修军,马鸿斌,杨保林,彭勇[1]（2021）在《兰州大学电镜中心-大型仪器共享平台的建设及核心竞争力》文中认为随着中国电子显微学事业在装置购买力、技术和理论领域的快速发展,尤其是冷冻电镜和球差电镜的突起,传统单一功能的电镜室已无法满足当今科研和社会需求,逐渐向特色鲜明功能多样的电镜中心发展。本文以兰州大学电镜中心为例,探讨"创新、协调、开放、共享、服务"型的电镜中心如何自我定位,进行合理布局和结构优化,使有限资源获得最大效益,达到高水平高效率的运转。同时在设备、技术、服务和制度方面突出特色优势,定位核心竞争力,成为世界一流共享服务平台,为高校、地方经济和国家开展原创性基础研究、技术创新、人才引进和培养提供强有力支撑。
窦彦昕[2]（2018）在《聚焦型高能离子微束技术的模拟研究》文中研究表明聚焦型高能离子微束装置是一种将离子束聚焦为微米量级的特种电磁装置。常规的聚焦型高能离子微束装置,离子能量为数个Me V,主要用于元素分析等应用领域,很难满足高能量离子辐照研究的需求,因此人们开始探索离子能量为几十Me V至Ge V量级的聚焦型高能离子微束技术,应用于空间科学中的辐射效应、质子重离子治癌中的辐射生物学效应和低剂量效应等前沿科学研究。狭义的聚焦型高能离子微束技术主要为狭缝技术和离子光学设计方法。目前人们已经分别探索得到了高磁刚度低缩小倍数和低磁刚度高缩小倍数的聚焦透镜组结构,但兼顾高磁刚度高缩小倍数的聚焦透镜组结构尚未被发现。一般而言,能量高和射程大的离子,相应的狭缝技术难度越大,质子射程比重离子射程更大,因而难度更高。本文以300Me V质子为算例,结合哈尔滨拟建设的300Me V质子同步加速器束流参数,分析如何解决狭缝系统的杂散粒子问题和实现高磁刚度高缩小倍数的聚焦透镜组设计方法。在狭缝技术研究方面,本文利用Geant4建模分析了300Me V质子与钨靶的相互作用产物特点,同时利用Geant4建模得到了300Me V质子通过直线型狭缝系统产生的杂散粒子的特点,进而提出了增加二极磁铁的弯转型狭缝系统结构。利用Geant4建模验证了弯转型狭缝系统可以将杂散粒子与300Me V质子束分离,降低了300Me V质子与狭缝相互作用产生的杂散粒子的影响。另外,讨论了弯转型狭缝系统结构可以适用于不同质子能量和狭缝材料的情况。在聚焦透镜组系统设计方法研究方面,通过对四极磁铁的聚焦原理进行研究,本文提出了离子磁刚度与四极磁铁长度匹配选择的参考曲线,优化了四极磁铁聚焦能力,从而将基于常规四极磁铁的聚焦透镜组聚焦质子能量由Me V量级提升至Ge V量级。根据对现有聚焦透镜组结构参数库进行系统分析,本文提出了适用于同步加速器的300Me V质子微束聚焦透镜组结构,具有高磁刚度高缩小倍数低像差系数的优点,在理论上证明了同步加速器同样适用于建设高能离子微束装置,扩展了用于微束的加速器种类。在聚焦透镜组系统球差优化方法研究方面,本文研究了四极磁铁边缘场对300Me V质子聚焦透镜组系统固有像差的影响,研究了采用八极磁铁对300Me V质子聚焦透镜组系统的球差进行补偿的方法。本文使用Enge模型拟合有限元仿真得到的四极磁铁磁场数据,重构得到含边缘场的四极磁铁场型,提高了离子追迹法计算球差系数的精度,从而给出了PRAM矩阵法软件与Win TRAX离子追迹法软件在矩形模型计算球差系数存在很大差异的原因,二者内置的边缘场模型假设并不一致。本文介绍了四极磁铁和八极磁铁的球差理论和聚焦透镜组系统球差优化方法,定量研究了单个八极磁铁在聚焦透镜组系统不同位置处对球差贡献的情况,提出使用单个八极磁铁优化分离式俄罗斯四组合的300Me V质子聚焦透镜组系统的球差的方法,有效降低了聚焦透镜组系统的球差。总之,本文对聚焦型高能离子微束技术进行模拟研究,解决了基于同步加速器的高能离子微束装置的相关关键技术存在的问题,扩展了用于微束装置的加速器种类,提高了微束技术可实现的离子能量,为建设更高能量的离子辐照研究平台提供了新思路,将促进高能离子微束装置在空间科学、辐射生物学、核医学、核农学等学科的应用。
王远远[3]（2015）在《HLS Ⅱ新注入系统分析与调试》文中进行了进一步梳理注入系统是加速器的一个重要组成部分。注入系统用于将输运到输运线末端的电子束注入到储存环中,是连接注入器和储存环的纽带。注入系统性能的好坏直接关系到储存环注入效率的高低和横向残余振荡振幅的大小,也是影响光源辐射水平的重要因素。本论文通过模拟和实验的手段,针对HLSII存在的各种误差的容忍度作了定性和定量的分析,为HLSII以后Top-up的调试和运行提供了重要的参考价值。与此同时,针对凸轨内六级铁的非线性效应所造成的凸轨泄露,进行了六级铁的积分强度优化,使凸轨的泄露达到最小。本文首先介绍了此次改造项目及新注入系统的具体状况,并与之前的注入系统进行了对比,阐述了新注入系统的特点。此外,详细描述了新注入系统的组成部分,对其组成元件的性能和特点进行了详细分析。为了研究束流注入的过程,对新注入系统进行了详细的物理分析。与此同时,针对HLSII的实际情况,进行了相关的误差分析。在引入这些误差的条件下,对电子束的注入过程进行了一系列的跟踪模拟,并得到了HLSII对各种偏差的容忍度。同时,在改造后的合肥光源（HLSII）上开展了一些相关的实验研究。首先在HLSII Decay运行方式下,进行了注入效率和束流横向残余振荡以及辐射剂量的测量。其次在引入冲击磁铁和切割磁铁偏差的条件下,进行了注入效率和束流横向残余振荡的测量,得到了HLSII对偏差的容忍度。与模拟结果相比,其数值偏低,但变化趋势是符合的,这也验证了模拟的有效性。实验测量的结果偏低,可能是由于实际中存在许多非理想因素。Top-up运行是合肥光源未来要采用的一种独特的运行方式。在HLSII调试期间,也进行了一些Top-up运行的初步调试。调试初期,Top-up注入被打断的现象时常出现,这主要是因为功率源系统故障引起的。通过对调制器和微波功率源的调整,成功的解决了这个问题。与此同时,还对Top-up注入期间的辐射剂量进行了监测,并对Top-up调试中出现的问题提出了改进的途径和方法。此外,对凸轨内六极铁的非线性效应进行了详细分析,采用优化六极铁积分强度的方式使凸轨泄露达到了最小。
姜晓明,王九庆,秦庆,董宇辉,盛伟繁,程健,徐刚,胡天斗,邓虎,陈福三,龙锋利,陆辉华,岳军会,李春华,孙毅,陈锦晖,董海义,蔡泉,徐伟,李明,常广才,郑红卫,陶冶,刘鹏,刘景,孙冬柏,黎刚,石泓,曹建社,谭园园[4]（2014）在《中国高能同步辐射光源及其验证装置工程》文中提出同步辐射光源已成为众多学科前沿领域不可或缺的大科学装置.我国现有的同步辐射光源都是中、低能光源,然而与国家重大需求和工业核心创新能力相关的研究急需高性能的高能同步辐射光源支撑,因而建设一台高性能的高能同步辐射光源将为国家的重大需求提供重要支撑,并大大缩小我国与国际先进光源的差距.本文阐述了建设高能同步辐射光源的必要性及意义,分析了国内外同步辐射装置的发展现状,重点介绍了中国高能同步辐射光源的科学目标、初步方案和技术难点,并系统介绍了国家"十二五"重大科研基础设施发展规划中拟开展的高能同步辐射光源验证装置工程的建设目标和建设方案.
吴爱林[5]（2013）在《同步辐射和自由电子激光中特殊波荡器的研究》文中研究说明回顾同步辐射光源的发展历程,可以发现波荡器作为插入元件被大规模使用,不仅极大地提高辐射光亮度,更有效地拓宽了同步辐射光谱覆盖范围。作为最具潜力的第四代光源,自由电子激光以其波长可调、高功率、辐射相干等优点,成为了近年来国内外研究的热点。与此同时,波荡器作为自由电子激光的关键设备之一,同样得到了人们广泛关注。在这种背景下,我们对于同步辐射光源和自由电子激光中一些特殊波荡器的应用展开了研究。本文对于将变参数波荡器用于基于静电加速器自由电子激光振荡器,以提高输出光饱和功率进行了系统的研究。首先给出基于静电加速器自由电子激光振荡器的方案设计。在此基础上,从理论分析和数值计算两方面研究了线性锥化变参数波荡器对振荡器输出功率和饱和时间的影响。其结果论证了在振荡器饱和后,引入变参数波荡器能有效地改善低增益工作模式的饱和输出光功率,且存在一个使得输出功率最大的最优锥化率。此外,我们还分析计算了反向线性锥化变参数波荡器的情况。介绍了传统准周期波荡器的基本原理和结构,从理论上分析了磁块纵向长度的变化与高次谐波磁场强弱的关系。在此基础上,我们提出了几种能减弱高次谐波辐射的新结构,如改进型准周期波荡器和变宽度准周期波荡器。通过各方案自发辐射谱对比,发现改进型准周期波荡器和变宽度准周期波荡器的高次谐波辐射抑制效果明显优于传统准周期波荡器,且变宽度准周期波荡器更适合在真空环境下工作。为此,在NSRL的三期改造采用了改进型准周期波荡器。另外,我们分析了准周期波荡器对于SASE FEL的高次谐波辐射抑制效果。模拟结果表明,采用标准波荡器和准周期波荡器的组合波荡器方案,高阶辐射光得到了显着的降低,同时仍有一定的基波功率,但基波饱和时间有所延长。高场强混合型波荡器对实现自由电子激光的小型化和向短波长延伸有重要意义。本文对已有的磁极加边块方案、楔形磁极方案进行了参数优化和磁场对比,并提出了磁极加斜边块的新方案。通过计算分析不同间隙周期比下,各方案的峰值磁场和各阶谐波磁场,可以得出楔形磁极加斜边块方案能有效地提高混合型波荡器峰值磁场和各阶谐波磁场,且在间隙周期比大于0.3时效果更为显着。
张浩[6]（2011）在《HLS升级改造储存环系统磁铁设计》文中提出合肥同步辐射光源（HLS）是一台专用的同步辐射光源,因其属于第二代光源,发射度相对较大（160nmrad）。为了提高光源的性能,特别是获得更高亮度的同步辐射光和增加插入元件的数量,合肥光源升级改造项目目前正在进行中。改造后的储存环lattice为包括4个超周期的DBA结构,其中包含8块二极铁,32块四极铁和32块组合功能的六极铁。磁铁系统是加速器的重要组成部分。本次改造,所有的磁铁均需要重新设计和制造以满足新机器的设计要求。论文重点介绍了储存环常规磁铁的优化设计过程并对磁场品质进行了分析。其中多功能六极铁的设计和制造在国内属首次。论文综述了磁铁设计的基本概论和电磁铁设计的理论基础。根据电磁铁设计的理论基础,详细介绍了HLSⅡ升级改造储存环磁铁系统中,关于二极铁、四极铁和多功能六极铁的设计以及最终的计算结果。
汪涛[7]（2009）在《插入件积分场测量装置研制及相关技术研究》文中认为插入件是应用于同步辐射光源和自由电子激光装置的关键设备,而插入件磁场测量则是插入件磁场性能参数的调试、检验,达到品质要求的必要手段。插入件磁场测量指标多,数据量大,反映磁场性能的参数包括峰值场强误差,磁场一次积分,二次积分以及位相误差等等,而且需要反复调整测量。磁场测量工作量大,对精度与速度要求都很高。本论文的工作分为两部分,主要部分是悬线法积分场快速测量装置的研制和脉冲线积分场快速测量装置的研制以及装置的实际应用;另外一部分是插入件磁场相关技术研究,包括上海深紫外自由电子激光波荡器系统全部磁化块的测量、磁块的筛选和用模拟退火法进行磁块排列组合优化以及对APPLE-II型椭圆极化波荡器磁场横向均匀性改进的探索。第一章绪论简述了插入件的历史和分类,介绍了插入件磁场技术和各种磁场测量方法;第二章给出了悬线法积分场测量系统的研制,包括硬件结构和控制程序编写,讨论并分析了测量误差的主要来源,并描述了利用该系统测量垫补上海深紫外自由电子激光器其中一台波荡器的详细过程;第三章主要讲述脉冲线积分场测量系统研制过程,讨论分析了影响脉冲线测量精度的各种因素,优化了装置各部分设计,给出了脉冲线和霍尔点测磁场测量结果的对比,最后利用该系统测量了实验室即将投入使用的电磁型椭圆极化波荡器;第四章测量上海深紫外自由电子激光波荡器全部单磁块的磁化强度,在此基础上对磁块进行了筛选以及用模拟退火法完成了磁块的排列组合优化,对按照优化组合装配好的其中一台波荡器进行了测量调整;第五章是对尝试改进APPLE-II型波荡器磁场横向均匀性的一些方案的模拟计算。
贾启卡,徐朝银,姚成贵,刁操政,卢绵凌[8]（2007）在《NSRL二期工程中新建波荡器的研制》文中研究说明介绍了国家同步辐射实验室（NSRL）二期工程的重要内容之一——新建波荡器UD-1的研制,包括方案设计、主要关键技术等.测量调试结果表明,新波荡器不仅各项指标均达到设计要求,主要指标好于设计要求,而且增加的多项指标也达到相当高的要求.
王相綦,尚雷,王琳,蒋道满,王贵诚,赵枫,张进国[9]（2007）在《NSRL二期工程中储存环注入系统的研制》文中进行了进一步梳理介绍了国家同步辐射实验室二期工程改造中四冲击磁铁集中布局凸轨注入系统研发过程,以及对若干关键技术的攻关,包括微秒脉冲铁氧体冲击磁铁研制,镀膜陶瓷真空盒研制,纵向阻抗测量装置研制,BPM标定装置研制等.运行结果表明,建造的新凸轨注入系统有较好的稳定性,较低的故障率.
郭玉献[10]（2007）在《XMCD实验技术及其在铁磁薄膜中的应用》文中指出X射线磁性圆二色（X-ray Magnetic Circular Dichroism，XMCD）技术是上世纪九十年代发展起来的一种可以进行元素分辨的同步辐射磁测量实验技术，属于X射线吸收谱的一个分支；它具有元素分辨、化学键选择等优点，是研究复杂磁性样品体系的一种有效方法。另一方面，随着磁性随机存储器和超高密度存储技术的迅速发展，近二十多年来，磁性薄膜和超薄膜的结构、基本磁性、层间耦合、界面磁性及其相关效应一直是人们关注的焦点之一，尤其是光刻成微米和亚微米尺寸的磁性单元阵列的图形薄膜，由于具有与连续膜不同的磁性质，更是引起人们广泛的关注。利用XMCD技术对这些过渡族铁磁金属单质和合金纳米薄膜的研究，对于揭示磁性样品体系中新奇的磁特性所蕴含的内在机理具有重要意义。软X射线磁性圆二色（soft X-ray magnetic circular dichroism，SXMCD）实验站是国家同步辐射实验室二期工程建设的一个新站，本论文的内容一方面是对实验站和光束线的安装调试、以及实验中遇到的问题和所采取的相应措施；另一方面，以新建成的XMCD实验设备为主，结合其它的结构和磁性表征手段，对铁磁单质薄膜、合金薄膜以及光刻制备的微米亚微米周期的图形化铁磁薄膜的磁矩、磁各向异性以及磁矩的厚度效应等进行了系统研究，主要的研究工作及结果如下：一、XMCD的实验技术研究1．合肥国家同步辐射实验室二期工程建立了基于软X射线吸收的光束线和实验站，光束线采用了平面变线距光栅单色器，可以提供100-1000eV的单色光。用气体电离室进行了同步光的波长标定，并用AXUV-100对光子的通量进行了测试，结果表明：样品处的光通量不低于108光子／秒，能量分辨本领在1000eV处不小于1000，满足设计要求。2．在Labview5.1平台上开发了SXMCD实验站的数据采集和控制程序，实现了对硬件的调用以及数据的采集过程，主要功能包括SXMCD的数据采集、磁滞回线的测量等，预留了SXMLD和SMOKE的数据采集接口。3．以均匀氧化的Al箔为样品，在光斑、磁场和样品的不同几何配置下，研究了外磁场对X射线吸收强度的影响规律，建立模型对实验结果进行了合理解释。吸收信号随磁场与样品的夹角θ增大而变强，其变化趋势与根据模型提出的经验公式1-（1-α）·cosθ符合得很好；吸收谱强度随着外磁场的增加而剧烈的衰减，衰减趋势可用磁场强度B的反比例函数：（P1）／（B+P2）+P3来拟合，拟合参数的变化与所表达的物理意义基本符合；在磁场作用下，观察到光斑在样品上的相对位置变化也会对吸收谱强度造成影响，指出这是XMCD实验中吸收边的边前和边后出现不重合的主要原因。4．在用样品电流法测量XMCD谱中，外磁场的存在严重降低了样品电流信号；针对实验站内置式可旋转磁铁设计并安装一个紧靠磁极的高压金网，结果发现：不同磁场下随偏压升高样品电流信号迅速增强并趋于饱和，磁场越强，达到饱和需要的偏压越高；比较相同磁场和偏压下均匀氧化的Al箔和CoFe薄膜正反磁场下的吸收谱，发现该装置引入的系统误差仅相当于Co的圆二色值的2.17％；表明用这种方法进行XMCD谱的测量是可行的。5．XMCD实验数据预处理的方法可以影响到自旋和轨道磁矩的精度，提出通过XPSPEAK4.1对实验数据拟合，写出吸收谱的解析函数；利用解析函数的积分值，提高了磁矩的计算精度。二、XMCD对铁磁单质薄膜的研究1．利用XMCD吸收谱研究了在MgO衬底外延的铁单晶薄膜的原子磁矩，根据加和定则得到铁原子的轨道和自旋磁矩分别是0.07μB和2.33μB，与已发表的实验和理论数据基本吻合；通过XMCD实验得出Fe膜在面内不同晶向的自旋与轨道磁矩，对薄膜面内轨道磁矩的各向异性研究发现：对于15nm厚的Fe膜，双轴磁各向异性与单轴磁各向异性可能叠加在一起。2．利用XMCD技术研究了Au／Co／Au多晶薄膜的轨道和自旋磁矩随膜厚的变化：随薄膜厚度增加，轨道磁矩由大到小，自旋磁矩则与之相反，轨道磁矩对原子总磁矩的贡献逐渐下降，并趋近于体相Co原子的比值，这与RKKY理论一致。三、XMCD对铁磁合金薄膜的研究1．利用XMCD谱研究了50nm Co0.9Fe0.1薄膜，结果发现：样品中Fe、Co元素对磁化强度的贡献比为10.5∶89.5；由XMCD获得的合金平均原子磁矩1.90μB与用SQUID磁强计得到的合金平均原子磁矩1.82μB基本相符；对Co0.9Fe0.1薄膜面内元素分辨的磁各向异性的研究发现，除了在生长的磁诱导方向存在易磁化轴外，与该轴垂直的方向还存在一个类似易轴的软磁化轴（soft axis）；面内的两个难磁化轴与易磁化轴取向大约成66°夹角，构成面内双轴磁各向异性，并根据XMCD结果对面内双轴形成的原因进行了分析。2．研究了不同厚度的Co0.9Fe0.1薄膜，主要结果如下：随薄膜厚度从5nm增至50nm，Fe的自旋磁矩从1.87μB振荡下降至1.70μB，而Co表现出相反的变化趋势；根据5nm和50nm的测量数据，近似估算出“磁死层”的厚度为0.83nm，并以此为基础对计算的自旋磁矩进行修正，修正后的Co自旋磁矩几乎不随薄膜厚度变化，而Fe的自旋磁矩变化则随膜厚呈现出单调减少的趋势；结合XRD的测量结果认为，晶化程度的提高可能是修正后Fe的自旋磁矩随膜厚增加而单调减小的主要原因。而由XMCD直接得到的自旋磁矩变化趋势则可能是界面原子互扩散和结晶度随薄膜厚度提高共同作用的结果。四、XMCD对图形化铁磁薄膜的初步研究以磁控溅射生长的多晶三明治结构Ta／CoFe／Ta为基础，由激光干涉法制备出微米和亚微米周期的一维铁磁光栅结构，研究的主要成果如下：1．制备出光栅条纹方向与磁诱导方向垂直的图形薄膜系列，SEM图像显示条纹的实际宽度分别为0.6μm、1.9μm、3.2μm、6.0μm、9.0μm，条纹宽度的均一性良好，小尺寸的磁条宽度与设计尺寸略有出入，大尺寸下符合得很好。2．通过LMOKE研究了样品沿磁条方向的矫顽力，发现随磁条宽度减小，矫顽力单调增加，与文献中报导的两者近似呈倒数变化的函数描述基本一致。3．利用XMCD和加和定则分别对Co、Fe的自旋和轨道磁矩进行研究，主要结果如下：随磁条宽度减小，MCD信号降低，主要原因归结为新鲜刻蚀面的氧化；Co、Fe的自旋和轨道磁矩随磁条宽度的变化表现出复杂的趋势：一方面是随着磁条宽度变小，探测范围内表面原子比例增加，表面局域化的3d电子导致自旋和轨道磁矩的增加，另一方面表面氧化导致平均原子磁矩的减小。
二、NSRL二期工程新建的磁场测量系统（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、NSRL二期工程新建的磁场测量系统（论文提纲范文）
（1）兰州大学电镜中心-大型仪器共享平台的建设及核心竞争力（论文提纲范文）
| 1 建设思路——材料/冷冻电镜并进，高中低合理搭配 |
| 1.1 背景介绍 |
| 1.2 兰州大学电镜中心平台一期建设 |
| 1.3 兰州大学电镜中心平台二期建设 |
| 1.4 兰州大学电镜中心平台三期建设 |
| 2 定位核心竞争力，建设一流共享服务平台 |
| 2.1 设备优势 |
| 2.2 技术优势 |
| 2.2.1 原位纳米操纵器及热、电、磁输运测量仪器 |
| 2.2.2 纳米焊接 |
| 2.2.3 磁学材料构效关系分析 |
| 2.2.4 透射电子显微镜原位电磁功能样品杆 |
| 2.3 制度优势 |
| 3 经验与思考 |
| 3.1 平台建设初期环境改造 |
| 3.2 高水平实验技术队伍培养 |
| 3.3 一流电镜中心定位：电子显微学科学中心和创新高地 |
| 4 小结 |
（2）聚焦型高能离子微束技术的模拟研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题背景及研究目的和意义 |
| 1.2 高能离子微束装置发展概述 |
| 1.2.1 高能离子微束装置简介 |
| 1.2.2 高能离子微束装置发展简史 |
| 1.2.3 高能离子微束装置现状及应用 |
| 1.3 聚焦型高能离子微束技术研究现状及发展趋势 |
| 1.3.1 国外研究现状 |
| 1.3.2 国内研究现状 |
| 1.3.3 发展趋势 |
| 1.4 技术挑战与本文研究内容 |
| 第2章 离子光学理论与设计方法研究 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 离子光学与束流传输学简要对比 |
| 2.3 聚焦型高能离子微束原理 |
| 2.3.1 离子束参数 |
| 2.3.2 狭缝系统 |
| 2.3.3 聚焦透镜组系统 |
| 2.4 离子光学理论与设计方法 |
| 2.4.1 一阶理论 |
| 2.4.2 像差理论 |
| 2.4.3 离子光学设计方法 |
| 2.4.4 四极磁铁的聚焦理论研究 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 狭缝系统Geant4模拟研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 300MeV质子与钨靶的相互作用产物模拟研究 |
| 3.2.1 适用理论分析 |
| 3.2.2 SRIM与Geant4模拟研究 |
| 3.3 直线型狭缝系统建模分析 |
| 3.3.1 Geant4模型 |
| 3.3.2 出射粒子分析 |
| 3.4 弯转型狭缝系统建模研究 |
| 3.4.1 Geant4模型 |
| 3.4.2 出射粒子分析 |
| 3.4.3 不同能量质子和狭缝材料的影响 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 聚焦透镜组系统设计方法研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 GeV质子聚焦透镜组系统设计方法研究 |
| 4.2.1 GeV质子加速器束流特点分析 |
| 4.2.2 聚焦透镜组系统的缩小倍数和磁刚度 |
| 4.2.3 GeV质子聚焦透镜组系统设计与分析 |
| 4.3 应用于300MeV质子聚焦透镜组系统设计与分析 |
| 4.3.1 应用需求分析 |
| 4.3.2 聚焦透镜组结构及特点 |
| 4.3.3 公差分析及离子追迹 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 300MeV质子聚焦透镜组系统球差优化研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 球差分析与优化方法 |
| 5.2.1 四极磁铁球差 |
| 5.2.2 八极磁铁球差 |
| 5.2.3 球差优化方法 |
| 5.3 边缘场对300MeV质子聚焦透镜组系统的影响 |
| 5.3.1 四极磁铁的磁场模型 |
| 5.3.2 四极磁铁设计 |
| 5.3.3 固有像差简化 |
| 5.3.4 边缘场对300MeV质子聚焦透镜组系统的影响 |
| 5.4 300MeV质子聚焦透镜组系统球差优化研究 |
| 5.4.1 单个八极磁铁在不同位置的球差贡献 |
| 5.4.2 300MeV质子聚焦透镜组系统球差优化 |
| 5.5 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间发表的论文及其它成果 |
| 致谢 |
| 个人简历 |
（3）HLS Ⅱ新注入系统分析与调试（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 粒子加速器和同步辐射光源及其应用介绍 |
| 1.2 HLSⅡ工程简介 |
| 1.3 新注入系统概述 |
| 1.4 论文主要内容、现实意义及创新点 |
| 1.4.1 本论文章节安排 |
| 1.4.2 本论文选题背景及意义 |
| 1.4.3 论文内容创新点 |
| 第二章 新注入系统设计 |
| 2.1 HLSⅡ新注入系统布局 |
| 2.2 HLSⅡ注入系统 |
| 2.2.1 脉冲切割磁铁 |
| 2.2.2 脉冲冲击磁铁 |
| 2.2.3 陶瓷真空室 |
| 2.2.4 本地监控及时序 |
| 第三章 HLSⅡ新注入系统物理及误差分析 |
| 3.1 局部凸轨注入法原理 |
| 3.2 新注入系统物理分析 |
| 3.3 粒子注入过程分析 |
| 3.3.1 粒子横向注入过程分析 |
| 3.3.2 注入粒子纵向俘获过程分析 |
| 3.4 新注入系统注入过程误差分析与仿真模拟 |
| 3.4.1 注入系统公差 |
| 3.4.2 注入束流偏差 |
| 3.4.3 储存环磁铁公差 |
| 3.4.4 新注入系统注入过程仿真模拟 |
| 第四章 调束及相关实验研究 |
| 4.1 HLSⅡ束流横向残余振荡及注入效率的测量 |
| 4.2 注入系统偏差实验研究 |
| 4.2.1 冲击磁铁时序偏差实验研究 |
| 4.2.2 冲击磁铁强度偏差实验研究 |
| 4.2.3 切割磁铁强度偏差实验研究 |
| 4.2.4 偏差实验研究小结 |
| 第五章 TOP-UP注入分析与调试 |
| 5.1 Top-up注入简介 |
| 5.2 HLSⅡ Top-up分析与调试 |
| 5.3 HLSⅡ Top-up调试结果分析与改进方法探讨 |
| 5.3.1 提高注入效率的方法 |
| 5.3.2 降低辐射剂量的途径 |
| 第六章 HLSⅡ新注入系统凸轨内六极铁强度优化 |
| 6.1 六极铁强度优化分析 |
| 6.2 六极铁强度优化模拟 |
| 第七章 总结与展望 |
| 7.1 总结 |
| 7.2 展望 |
| 参考文献 |
| 附录 HLSⅡ储存环LATTICE的ELEGANT程序描述 |
| 致谢 |
| 在读期间发表的学术论文与取得的其他研究成果 |
（5）同步辐射和自由电子激光中特殊波荡器的研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 同步辐射光源与波荡器 |
| 1.2 自由电子激光与波荡器 |
| 1.3 波荡器分类 |
| 1.4 自由电子激光的发展和新型波荡器 |
| 1.5 论文工作的主要内容和创新点 |
| 第2章 波荡器和自由电子激光物理简介 |
| 2.1 波荡器磁场 |
| 2.2 波荡器内电子运动轨迹 |
| 2.3 波荡器辐射特性 |
| 2.4 自由电子激光基本原理 |
| 2.5 相关软件介绍 |
| 2.7 本章小结 |
| 第3章 基于变参数波荡器太赫兹自由电子激光振荡器研究 |
| 3.1 自由电子激光振荡器与变参数波荡器 |
| 3.2 基于静电加速器自由电子激光振荡器太赫兹源 |
| 3.2.1 基本方案 |
| 3.2.2 光腔的结构设计与参数优化 |
| 3.2.3 三维模拟与一维计算结果对比 |
| 3.3 基于线性锥化变参数波荡器自由电子激光振荡器 |
| 3.4 基于反向线性锥化变参数波荡器的自由电子激光振荡器 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 准周期波荡器的优化设计及研究 |
| 4.1 常规准周期波荡器基本原理及其结构性能 |
| 4.2 磁块尺寸与高次谐波场 |
| 4.3 准周期波荡器的结构优化及自发辐射谱分析 |
| 4.3.1 改进型准周期波荡器Modified QPU |
| 4.3.2 变宽度准周期波荡器New QPU |
| 4.3.3 不同方案的分析对比 |
| 4.3.4 NSRL三期改造项目之准周期波荡器 |
| 4.4 基于准周期波荡器的SASE FEL辐射谱分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 提高混合型波荡器场强的优化设计 |
| 5.1 理论分析 |
| 5.2 标准混合型波荡器 |
| 5.3 磁极加边块混合型波荡器 |
| 5.4 楔形磁极混合型波荡器 |
| 5.5 楔形磁极加边块混合型波荡器 |
| 5.6 各方案对比 |
| 5.7 本章小结 |
| 第6章 总结与展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 在读期间发表的学术论文与取得的研究成果 |
（6）HLS升级改造储存环系统磁铁设计（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 前言 |
| 第一章 磁铁设计的基本概念 |
| 1.1 线电流所受到的磁场力 |
| 1.2 各种类型的磁铁及对束流的作用 |
| 1.2.1 二极磁铁 |
| 1.2.2 四极磁铁 |
| 1.2.3 六极磁铁 |
| 1.3 本章小结 |
| 第二章 电磁铁设计的理论基础 |
| 2.1 麦克斯韦方程组 |
| 2.1.1 磁铁的麦克斯韦方程 |
| 2.1.2 磁场连续性 |
| 2.1.3 单位 |
| 2.2 复变量函数 |
| 2.3 二维场方程 |
| 2.4 真空中的二维场 |
| 2.4.1 拉普拉斯方程 |
| 2.4.2 拉普拉斯方程的解 |
| 2.5 二维矢量和标量势 |
| 2.5.1 二维势函数和磁场的关系 |
| 2.6 特殊复变量的 F 函数 |
| 2.6.1 二维平面内理想的多极磁铁 |
| 2.6.2 二极铁 |
| 2.6.3 四极铁 |
| 2.6.4 六极铁 |
| 2.7 多极场误差 |
| 2.7.1 误差函数 |
| 2.7.2 固有系统误差 |
| 2.7.3 归一化误差 |
| 2.7.4 本章小结 |
| 第三章 HLSⅡ储存环二、四极磁铁 |
| 3.1 极头优化 |
| 3.1.2 正交化模拟方法 |
| 3.1.3 H 磁铁的优化问题 |
| 3.2 极头垫补的优化考虑 |
| 3.3 保角变换 |
| 3.3.1 变换函数 |
| 3.3.2 四极铁到二极铁的变换 |
| 3.3.3 二极铁到四极铁的变换 |
| 3.4 HLSⅡ升级改造储存环二极磁铁 |
| 3.4.1 二极铁的参数要求 |
| 3.4.2 磁路计算与线圈结构 |
| 3.4.3 电参数的计算 |
| 3.4.4 水冷参数的计算 |
| 3.4.5 重量计算 |
| 3.4.6 HLS 二极铁的计算结果 |
| 3.5 HLSⅡ升级改造储存环四极磁铁 |
| 3.5.1 四极铁的参数要求 |
| 3.5.2 四极铁的极头优化 |
| 3.5.3 磁路计算与线圈结构 |
| 3. 5.4 HLS 四极铁的计算结果 |
| 3.6 本章小结 |
| 第四章 HLSП储存环多功能六极铁 |
| 4.1 HALBACH 微扰理论 |
| 4.1.1 水平方向校正 |
| 4.1.2 垂直方向校正 |
| 4.1.3 斜四极分量 |
| 4.2 HLS 储存环多功能六极铁的设计 |
| 4.2.1 多功能六极铁的参数要求 |
| 4.2.2 多功能六极铁的极头 |
| 4.2.3 磁路计算 |
| 4.2.4 HLS 多功能六极铁的计算结果 |
| 第五章 磁铁加工中的考虑及总结 |
| 5.1 磁铁制造工艺考虑 |
| 5.1.1 冲片制造 |
| 5.1.2 冲片掺合 |
| 5.1.3 铁芯叠装相关考虑 |
| 5.1.4 铁芯装配以及磁铁总装配 |
| 5.1.5 铁芯喷漆 |
| 5.1.6 线圈 |
| 5.1.7 导线 |
| 5.1.8 绝缘系统 |
| 5.1.9 电气端头 |
| 5.1.10 温度监控 |
| 5.2 结论及展望 |
| 第六章 结束语 |
| 致谢 |
| 发表论文 |
| 参考文献 |
| 附录 1 六极铁高阶分量计算结果 |
（7）插入件积分场测量装置研制及相关技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 插入件磁场测量技术 |
| 1.2.1 插入件磁场整体测量 |
| 1.2.2 单磁块测量 |
| 1.3 本论文的主要内容 |
| 参考文献 |
| 第二章 悬线积分测量系统研制 |
| 2.1 悬线测量系统介绍 |
| 2.2 悬线积分场测量系统设计 |
| 2.2.1 基本结构 |
| 2.2.2 线圈部分 |
| 2.2.3 运动平台及控制器 |
| 2.2.4 高精度数字积分器 |
| 2.2.5 控制程序 |
| 2.3 系统测试分析及应用 |
| 2.3.1 本底处理方法 |
| 2.3.2 系统测试 |
| 2.3.3 误差及重复性 |
| 2.3.4 和霍尔探头点测结果对比 |
| 2.3.5 多极场 |
| 2.3.6 积分场调整 |
| 2.4 小结 |
| 参考文献 |
| 第三章 脉冲线磁场测量系统研制 |
| 3.1 基本原理 |
| 3.2 影响测量精度的各种因素 |
| 3.2.1 重力 |
| 3.2.2 色散效应 |
| 3.2.3 噪声 |
| 3.3 脉冲线磁场测量系统设计 |
| 3.3.1 基本结构 |
| 3.3.2 金属线 |
| 3.3.3 位移传感器 |
| 3.3.4 脉冲发生装置 |
| 3.3.5 数据采集和处理 |
| 3.4 脉冲线磁场测量系统测试 |
| 3.4.1 测量所需的脉冲宽度的确定 |
| 3.4.2 重复性测试 |
| 3.4.3 两端支撑引起的反射波研究 |
| 3.5 电磁型椭圆极化波荡器磁场测量 |
| 3.5.1 脉冲线系统校准 |
| 3.5.2 磁场测量结果 |
| 3.6 小结 |
| 参考文献 |
| 第四章 单磁块测量及排序 |
| 4.1 单磁块测量方法介绍 |
| 4.2 SDUV-FEL 波荡器单磁块测量 |
| 4.3 单磁块筛选 |
| 4.4 磁块排序优化设计 |
| 4.4.1 模拟退火法介绍 |
| 4.4.2 波荡器简化模型和目标函数的建立 |
| 4.5 优化结果和磁场调整 |
| 4.6 小结 |
| 参考文献 |
| 第五章 APPLE-II 椭圆极化波荡器磁场模拟计算 |
| 5.1 椭圆极化波荡器介绍 |
| 5.2 APPLE-II 型波荡器磁场改进方案 |
| 5.3 模拟计算结果 |
| 5.3.1 带斜面的磁铁组合(b)时的计算结果 |
| 5.3.2 带梯形斜面的磁块组合(c)的计算结果 |
| 5.4 小结 |
| 参考文献 |
| 第六章 结论 |
| 附录 |
| 致谢 |
| 攻读学位期间发表的学术论文与取得的其他研究成果 |
（8）NSRL二期工程中新建波荡器的研制（论文提纲范文）
| 0 引言 |
| 1 方案设计 |
| 2 关键技术 |
| 2.1 磁块测量[5] |
| 2.2 磁块粘接 |
| 2.3 磁场调测 |
| 2.4 安装 |
| 3 调试结果 |
| 4 结论 |
（9）NSRL二期工程中储存环注入系统的研制（论文提纲范文）
| 0 引言 |
| 1 新凸轨注入的物理过程 |
| 2 关键技术研究 |
| 2.1锰锌铁氧体冲击磁铁研制[17, 23～26] |
| 2.1.1 冲击磁铁设计要求 |
| 2.1.2 冲击磁铁物理设计 |
| 2.1.3 冲击磁铁装配与测量 |
| 2.2陶瓷真空室的研制[12, 16, 27～31] |
| 2.2.1 钼金属化法及其改进 |
| 2.2.2 膜的方块电阻测量 |
| 3 运行调束情况 |
（10）XMCD实验技术及其在铁磁薄膜中的应用（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 XMCD 的基本原理 |
| 1.3 XMCD 的实验技术 |
| 1.4 XMCD 技术的应用 |
| 1.5 本论文的选题 |
| 第二章 XMCD 的实验技术研究 |
| 2.1 SXMCD 光束线 |
| 2.2 SXMCD 实验站 |
| 2.3 3d 过渡族磁性原子的轨道和自旋磁矩计算 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 XMCD 对铁磁单质薄膜的研究 |
| 3.1 Fe/MgO 单晶薄膜的自旋和轨道磁矩 |
| 3.2 Fe/MgO 单晶薄膜的面内磁各向异性 |
| 3.3 Co 多晶薄膜中自旋和轨道磁矩的厚度效应 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 铁磁合金纳米薄膜的 XMCD 研究 |
| 4.1 Co_(0.9)Fe_(0.1) 薄膜中不同磁性原子对宏观磁化强度的贡献 |
| 4.2 Co_(0.9)Fe_(0.1) 薄膜面内元素分辨的磁各向异性 |
| 4.3 Co_(0.9)Fe_(0.1) 薄膜中自旋磁矩的厚度效应 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 微米亚微米周期的图形化铁磁薄膜磁性的初步研究 |
| 5.1 Co_(0.9)Fe_(0.1) 薄膜微米亚微米光栅结构的制备和结构表征 |
| 5.2 连续膜和图形膜的磁性表征 |
| 5.3 本章小结 |
| 博士期间所做的工作 |
| 致谢 |
四、NSRL二期工程新建的磁场测量系统（论文参考文献）
- [1]兰州大学电镜中心-大型仪器共享平台的建设及核心竞争力[J]. 张宏,周保范,李华,蒙萱,高亚虎,彭亮,邓霞,张军伟,雷东升,关超帅,胡阳,朱柳,张悬,郑修军,马鸿斌,杨保林,彭勇. 电子显微学报, 2021(03)
- [2]聚焦型高能离子微束技术的模拟研究[D]. 窦彦昕. 哈尔滨工业大学, 2018(01)
- [3]HLS Ⅱ新注入系统分析与调试[D]. 王远远. 中国科学技术大学, 2015(09)
- [4]中国高能同步辐射光源及其验证装置工程[J]. 姜晓明,王九庆,秦庆,董宇辉,盛伟繁,程健,徐刚,胡天斗,邓虎,陈福三,龙锋利,陆辉华,岳军会,李春华,孙毅,陈锦晖,董海义,蔡泉,徐伟,李明,常广才,郑红卫,陶冶,刘鹏,刘景,孙冬柏,黎刚,石泓,曹建社,谭园园. 中国科学:物理学 力学 天文学, 2014(10)
- [5]同步辐射和自由电子激光中特殊波荡器的研究[D]. 吴爱林. 中国科学技术大学, 2013(10)
- [6]HLS升级改造储存环系统磁铁设计[D]. 张浩. 中国科学技术大学, 2011(09)
- [7]插入件积分场测量装置研制及相关技术研究[D]. 汪涛. 中国科学技术大学, 2009(11)
- [8]NSRL二期工程中新建波荡器的研制[J]. 贾启卡,徐朝银,姚成贵,刁操政,卢绵凌. 中国科学技术大学学报, 2007(Z1)
- [9]NSRL二期工程中储存环注入系统的研制[J]. 王相綦,尚雷,王琳,蒋道满,王贵诚,赵枫,张进国. 中国科学技术大学学报, 2007(Z1)
- [10]XMCD实验技术及其在铁磁薄膜中的应用[D]. 郭玉献. 中国科学技术大学, 2007(03)