摘要：合肥光源实验站现在的扫描实验全部是基于步进扫描模式的。这种步进模式下由于运动机构存在一定的死区时间,实验耗时长,效率低。为了提高实验效率,设计了一种基于硬件触发的飞扫控制系统,可以实现实验过程的快速连续扫描。该飞扫控制系统包括同步信号采集模块、同步运动控制模块以及软件控制模块,使用EPICS(Experimental Physics and Industrial Control System)架构实现设备控制,并基于Bluesky完成实验流程控制以及数据采集。随后在合肥光源的软X射线磁性圆二色实验站上进行了飞扫控制系统的部署和测试。测试结果表明,在满足采谱性能指标的前提下,该飞扫控制系统可将单次采谱时间从几十分钟量级降低至分钟量级,显著提高了实验效率和用户体验。

摘要：为提高磁铁单元预准直精度和工作效率,基于合肥先进光源设计了一套四路激光系统进行磁铁预准直。由于在实际布设四路激光系统时难以满足设计的角度和距离要求,针对影响四路激光布局精度的因素,着重分析了角度和距离对布局精度的影响规律,采用拟合误差指标和USMN (Unified spatial metrology network)权重分配优化平差方法进行四路激光系统的布局优化。通过优化USMN功能参数降低角度权重来提高磁铁单元预准直精度和工作效率;在定量分析粒子束的位置时,相比于其他指标,拟合误差比PDOP (Position dilution of precision)更能反映横向精度的变化,在粒子加速器准直测量领域更具优势。根据布局优化结果分析,直角正三棱锥为最佳布局,该布局的磁铁单元横向精度为7.5μm,满足合肥先进光源对磁铁单元预准直精度为10μm的要求。布局的角度会影响误差分布,且不同方向上的距离对精度的敏感程度有差异。所提设计对于四路激光系统实际布设具有一定的指导意义。

摘要：上海软X射线自由电子激光装置(SXFEL)是我国首台X射线自由电子激光用户装置,目前建有2条波荡器线、2条光束线以及5个实验站.装置可提供2—15 nm波长(80—620 eV)的X射线脉冲,用于高时空分辨的前沿科学研究.利用XFEL高亮度、短脉冲和全相干的特性实现单脉冲相干衍射成像,可以有效地减轻辐射损伤,提高图像的空间分辨率.SXFEL设计重复频率为50 Hz,实现单脉冲成像的关键在于通过定时系统能够精确地控制X射线脉冲到达样品点的时间,以确保只有一个脉冲被选中用于成像.同时,还需要与成像系统的触发进行同步,以确保成像系统在正确的时间采集X射线脉冲与样品作用后的图像.本文介绍了SXFEL单脉冲成像定时的设计与实现.通过单脉冲成像的结果表明该定时方案能满足在50 Hz的SXFEL开展单脉冲成像的需求.

摘要：针对太赫兹直线加速器,开发了基于EPICS分布式系统的横向截面尺寸测量系统。该系统采用束斑检测器完成束斑到光斑的转换,并通过远心镜头将光斑成像到CCD相机,完成对光斑图像的采集,之后基于ADAravis将相机采集的图像数据汇入到EPICS数据库。由于暗电流以及环境辐射的影响,在采集到的图像中会存在椒盐噪声,因此使用卷积神经网络(CNN)对图像中的椒盐噪声进行抑制,最后对图像进行高斯拟合计算出束流截面尺寸。实验结果表明,CNN可以有效地消除椒盐噪声,并且系统的分辨率达到15.8μm,满足系统设计要求。

摘要：海洋立体结构信息是未来实现海洋透明与海洋强国的基础,针对海洋剖面探测能力不足的问题,以及星载海洋剖面多要素同源同域一体化探测空白,开展星载海洋剖面多要素探测技术与系统方案研究,提出新型激光主被动复合、能谱复用探测技术体制,面向未来星载应用,完成星载海洋剖面多要素探测载荷系统设计。其中,激光器谱段设计为486、532 nm多波长一体化最佳配比输出,光电接收探测系统选用1 m×5 m超大口径可折叠光栅主镜,经过仿真分析,探测系统可实现大洋水深100 m深度、温度、盐度以及后向散射系数等多要素同源探测能力,同等体积包络条件下,能量收集能力提升5倍。

摘要：介绍了合肥先进光源储存环超导纵向梯度弯铁样机的研制工作,基于已发展的一种磁体结构参数优化方法,综合考虑磁场空间分布需求和超导线圈工作负载,完成了磁铁结构的设计和优化。为了验证磁体设计方案,应用一种矩形铌钛线材和DT4C电工纯铁材料,研制了一台纵向长度0.30 m、磁极间隙46 mm的磁体样机。并搭建了一套简易低温测试装置,对该磁体进行了励磁特性测量,经过10余次失超,测得磁体最大工作电流大于275 A。磁体纵向磁场分布测量结果表明,该磁体在约196 A工作电流下,纵向磁场积分值达到0.4 T·m,峰值磁场约4.5 T。测试结果与理论设计结果基本一致,表明该种超导磁体的设计是可行的。

摘要：提出了1种使用分裂型弯铁(split-bend)实现的储存环超周期混合型多弯铁消色散(hybrid multi-bend achromat,HMBA)磁聚焦结构(lattice),该结构具有高低β函数值的2种直线节。直线节处较低的β函数值可以提高插入件的辐射亮度,降低插入件对光学函数的影响,而较高的β函数值则可以增大动力学孔径,有利于束流注入。该HMBA lattice使用分裂型弯铁与四极磁铁doublet结构结合形成类triplet结构,在实现高低β函数值直线节的同时,还降低了束流发射度。根据HMBA lattice结构设计了1台能量为3 GeV的衍射极限储存环光源,其自然发射度为101 pm·rad,高β函数值直线节中点处的6D水平动力学孔径约为-8~9 mm,低β函数值直线节中点处的水平与垂直β函数值均小于3.1 m。

摘要：合肥光源(Hefei Light Source,HLS-Ⅱ)是以真空紫外和软X射线为主的专用同步辐射光源,用户的实验效率与数据处理效率是其运行的核心指标,因此设计并开发了基于元数据目录框架SciCat的合肥光源实验数据管理系统,以有效提高用户的实验效率和数据处理效率。通过设计开发数据采集服务、元数据系统、文件存储系统与数据分析平台,以及接入现有的用户服务系统,实现涵盖用户认证、课题申请、专家审批、机时分配、数据采集、数据存储、数据分析、数据发布等实验及数据全生命周期的统一管理。该系统已在合肥光源的软X射线成像实验站进行了部署和功能测试,达到了设计要求。

摘要：合肥先进光源(Hefei Advanced Light Facility,HALF)是我国最近立项建设的一台软X射线与真空紫外波段的衍射极限储存环光源,其束流能量为2.2 GeV,发射度目标小于100 pm·rad。磁聚焦结构(lattice)设计是储存环物理设计的核心,lattice结构对储存环的性能表现与采用的相关技术至关重要。本文首先设计了一个分布式色品校正的6BA(six-bend achromat)lattice,周长为441.6 m,具有18个周期,实现了74 pm·rad的超低自然发射度,水平动力学孔径达6 mm左右;然后简要介绍了为HALF设计的两个混合型MBA lattice(hybrid MBA,HMBA),包括20个周期的H7BA lattice与HALF当前采用的变版H6BA lattice;最后对比研究了HALF采用这3个lattice设计的结果。研究表明,HALF当前采用的变版H6BA lattice的综合性能最好,是相对更好的结构方案。

摘要：稳定的束流轨道对于同步辐射光源的性能至关重要,规划中的合肥先进光源是第四代衍射极限储存环,其亚微米级的束流轨道稳定度需要束流位置测量精度达到100 nm级别。本文基于国产化芯片,研制了带有导频补偿机制的束流位置测量处理器,主要包括导频模块、模拟前端模块、数字处理模块和嵌入式工控模块。输入信号经过导频模块和模拟前端模块调理,在数字处理模块通过带通欠采样原理实现模数转换,数字信号在现场可编程门阵列(FPGA)内经过下变频、滤波抽取、坐标旋转数字计算(CORDIC)模块以及差比和算法等处理后获得束流位置信息,嵌入式工控模块实时传输束流位置信号,与加速器控制系统通信。目前设计的束流位置处理器完成了实验室离线测试和束流测试,测试结果表明,当输入信号幅度在-55~5 dBm范围时,束流位置测量处理器的快获取数据(FA data)和慢获取数据(SA data)分辨率分别好于120 nm和70 nm,满足设计要求。