摘要：根据波荡器物理参数的要求,主要设计了磁块与磁极的尺寸公差、装配方式、永磁性能指标及永磁测量系统。束流方向上磁块与磁极尺寸公差分别为0.05mm和0.02mm,磁块与磁极独立装调,利用亥姆霍兹线圈和磁场积分法测量磁块性能。最后设计了机械与控制系统。其中,横梁与支架形变分别为1.5μm和7.5μm。间隙调节范围18～32mm,调节精度和锥度分别为0.01mm和0.015mm。

摘要：中国工程物理研究院计划开展XFEL光源的研制,主要通过电子束在波荡器中的辐射特性产生硬X射线。根据理论分析和数值模拟,在电子束最高能量可达12GeV的实际条件下,初步设计了一条间隙可调的真空外波荡器束线,波荡器分为25段,每段长3.86m,间隙7~10mm,周期长度25.4mm,磁场0.636~1.03T,束线总长120m左右,辐射光子能量为3~25keV。

摘要：讨论了高平均功率自由电子激光太赫兹源波荡器的物理设计,在确定了波荡器周期、周期数、峰值磁场强度范围和调制参数范围等总体参数后,选用混合型Halbach结构为波荡器的基本结构,永磁块长宽高为8cm×1.3cm×6cm,磁极长宽高为5cm×0.6cm×4.8cm。波荡器工作在变间隙模式下,间隙为1.81～3.05cm时,波荡器峰值磁场为0.529～0.184T,好场区为3.02～2.13cm。同时,考虑到波荡器磁场误差对自由电子激光的影响,提出了波荡器各参数误差,并对波荡器端部设计进行了重点讨论。

摘要：根据理论分析及实际加工水平,设计了一套摇摆器磁场测量系统,同时对影响磁测系统整体性能的主要参数进行了详尽分析。摇摆器磁测装置主要由气浮运动平台、测磁设备及控制系统组成,其主要功能是对霍尔探头的位置与磁场数据进行高精度测量及同步采集。主要参数如下:z向定位精度小于5μm,重复定位精度小于2μm;霍尔探头的测量精度为0.05%,重复测量精度为0.01%,响应频率为1kHz;数据采集卡的采样率不小于1000。

摘要：波荡器电子轨迹中心偏移和磁场误差对CTFEL装置性能影响很大,通过前期设计和后期测量与优化将其限制在指标要求范围内。在前期设计中尽量避免引入全局性的系统误差:磁结构具有平面反对称结构,保证电子轨迹中心和波荡器磁轴重合;磁结构端部的特殊设计减弱了间隙对出口磁场二次积分的影响;机械系统的大梁和立柱具有良好的刚性,闭环控制系统保证了高的波荡器间隙控制精度,这些措施降低了间隙不一致引入的磁场误差。在后期测量与优化中削弱了磁场的残存全局系统误差和局部随机误差:利用磁场点测台测量了波荡器磁场的纵向和横向分布,通过调节标准单元组件位置对磁场进行了垫补和优化,优化后电子轨迹中心偏移、峰峰值误差、相位误差、好场区及其误差均满足指标要求。

摘要：中国工程物理研究院太赫兹自由电子激光装置CTFEL(China Academy of Engineering Physics Terahertz Free Electron Laser,CAEP THz FEL)是国内首台可为用户提供高功率和宽谱太赫兹波的科学设施,CTFEL作为基于加速器的辐射源,磁铁是电子束团的传输、测量和操纵的重要部件之一。根据CTFEL装置磁铁的指标参数设计了磁铁,针对设计中遇到的问题,阐述了解决思路,测量了磁场分布、积分场分布、横向场分布和磁轴等,测试结果表明:所有磁铁都满足了指标要求。目前磁铁已经全部完成了安装和调试,保障了CTFEL装置的顺利出光。

摘要：X射线自由电子激光(XFEL)装置具有规模庞大、造价高昂的缺点,因此XFEL装置小型化成为该领域一个重要的研究方向,减小波荡器周期是小型化XFEL装置的重要手段之一。小周期永磁型错列波荡器周期可做到10 mm,同时产生约0.8 T的峰值磁场,在小型化XFEL装置上具有潜在应用价值。本文将小周期永磁型错列应用到SASE型XFEL装置中,分析了纵向磁场对起振过程和辐射性能可能的影响,设计了一台辐射波长1 nm的SASE型XFEL装置并计算了其辐射性能,峰值功率约2.2 GW,单脉冲能量约2.4μJ。通过本文证明了小周期永磁型错列波荡器在缩减基于加速器光源规模上的作用。

摘要：磁场点测台是加速器领域测量磁铁和波荡器等磁元件的主要设备之一,其需要在快速精确的控制系统支持下工作。中国工程物理研究院应用电子学研究所近期搭建了一套磁场点测台,并基于通用运动控制器(UMAC),设计开发了该磁场点测台的控制系统。系统采用了上位机工控机和下位机UMAC两级计算机控制的层级结构,可以充分发挥其各自优势:下位机UMAC可以快速、精确地控制电机动作,因此下位机程序负责控制六轴运动平台以go-stop模式运动;上位机工控机数据处理和存储能力强,因此上位机人机交互界面负责收集、记录和显示磁场数据,并负责设定磁场测量参数和监控运行状态。两级计算机动作的同时性通过触发信号来保证。

摘要：中国工程物理研究院红外太赫兹自由电子激光装置是一台用于材料、光谱、生物、医学等领域前沿研究的多功能用户装置,在实验室现有的太赫兹自由电子激光装置(CTFEL)基础上,拟新增两套2×9-cell超导加速单元和两台波荡器,将电子能量提升至最大50 MeV,输出频率覆盖范围拓展至0.1~125 THz,最大宏脉冲功率大于100 W。同时,采用跑道型束线设计,拟建设一台小型能量回收型直线加速器实验研究平台。本文主要介绍了中国工程物理研究院红外太赫兹自由电子激光装置的总体设计、工作模式以及用户实验站布局。

摘要：中物院太赫兹自由电子激光(CTFEL)装置是我国第一台基于超导加速器的高重复频率、高平均功率太赫兹自由电子激光装置。CTFEL利用光阴极直流高压电子枪和超导加速器产生约8 MeV电子束在波荡器中产生自发太赫兹(THz)辐射,并在光腔中受激放大获得饱和输出。得益于在0.7~4.2 THz频谱范围内连续可调以及平均功率大于10 W的特性,CTFEL为材料动力学、太赫兹成像、太赫兹生物学等领域提供了独特的研究平台。自2018年开放成为用户装置以来,每年提供不少于1000 h的稳定出光。未来CTFEL将在现有基础上升级成为红外太赫兹自由电子激光装置,实现太赫兹频率全覆盖以及最大功率大于100 W的目标,力争成为世界先进的长波长自由电子激光装置。