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The beam dynamics study across transition energy in a proton synchrotron and the study of the photoinjector for the fourth generation light source.

机译：束动力学研究质子同步加速器中的跃迁能量，并研究第四代光源的光注入器。

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摘要

The beam dynamics across transition region in a proton synchrotron is always an interesting topic. Because the Landau damping effect is weak during transition, the microwave instability will be a problem. In this dissertation, a simple scaling law is developed to describe the growth of microwave instability across transition. The comparison between the numerical calculations based on the scaling law and the measurement data on KEK proton synchrotron shows good match.; Due to the longitudinal space charge effect, the non-adiabatic synchrotron motion and synchrontron phase jump at transition crossing, in a proton synchrotron, the phase space ellipse of the beam does not match the RF bucket anymore after transition. As a result, the phase space ellipse of the beam will be tumbling. The tumbling can introduce the horizontal beam width oscillation, which has been observed on the booster synchrotron at Fermi National Accelerator Laboratory. In this dissertation, the method of RF voltage modulation is proposed to compensate such an oscillation. Both analytic computations and numerical simulations are done to prove this method.; The photoinjector is an important electron source that is able to produce ultra-short, high brightness electron beams for the 4th generation light source. In this dissertation, the theoretic and experimental studies of a photoinjector that were done at Argonne National Laboratory are discussed.
机译：质子同步加速器中过渡区域的电子束动力学始终是一个有趣的话题。由于在过渡过程中，朗道阻尼作用较弱，因此微波不稳定将成为问题。本文提出了一个简单的定标定律来描述微波不稳定性在过渡过程中的增长。基于比例定律的数值计算与KEK质子同步加速器上的测量数据的比较显示出很好的匹配。由于纵向空间电荷效应，在过渡交叉处非绝热同步加速器运动和同步加速器相位跳变，在质子同步加速器中，束的相空间椭圆在过渡之后不再与RF桶匹配。结果，光束的相空间椭圆将翻滚。翻滚会引起水平波束宽度振荡，这已在费米国家加速器实验室的升压同步加速器上观察到。本文提出了一种射频电压调制的方法来补偿这种振荡。进行了解析计算和数值模拟，以证明该方法。光电注入器是一种重要的电子源，能够为第四代光源产生超短，高亮度的电子束。本文讨论了在阿贡国家实验室进行的光注入器的理论和实验研究。

著录项

  • 作者

    Huang, Dazhang.;

  • 作者单位

    Indiana University.;

  • 授予单位 Indiana University.;
  • 学科 Physics Nuclear.; Physics Condensed Matter.
  • 学位 Ph.D.
  • 年度 2006
  • 页码 213 p.
  • 总页数 213
  • 原文格式 PDF
  • 正文语种 eng
  • 中图分类 原子核物理学、高能物理学;
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