1、The commissioning status of Hefei Light Source,2014-08Li Weimin on behalf of commissioning group of NSRL, USTC,Outlines,Introduction of HLS upgrade projectMilestones of HLS upgradeInjector commissioningStorage ring commissioningOthersConclusion,合肥光源升级改造目标,降低束流发射度,增加插入元件改进光源的稳定性措施:新储存环磁格,可用直线节数目6个增强横
2、向聚焦,发射度降低到40nm.rad满能量注入,新高稳定电源,新BPM系统新保温棚屋,恒温水系统,全能量注入器,新储存环磁格,光源设计目标,光源设计目标,Milestones in HLS upgrade project,2010年7月,改造项目正式启动2012年5月,原有加速器、光束线设备拆除2012年9月,直线坑道装修结束,直线加速器安装开始,准直建立二级网2013年1月,储存环大厅装修结束,储存环安装开始,准直建立二级网2013年7月,加速器主体设备安装结束2013年11月,加速器水冷、线缆工程结束,Milestones in HLS upgrade project,2014年1月,注入
3、器出束2014年2月,储存环调束开始2014年3月,注入器和储存环实现满能量,储存束流强度超过300mA2014年4月,BBA、轨道校正、光学参数校正等2014年6月,调试插入元件,束流轨道稳定性2014年7月至今,光束线站调试,注入器控制界面,注入器微波系统控制界面,注入器时序控制界面,注入器Energy控制界面,注入器调试硬件准备,磁铁、电源、束测、真空、控制、水冷等系统于2013年完成开机准备微波系统老练波导系统+加速管老练、SLED老练放弃SLED老练,增加一套50MW速调管功率源系统电子枪激活三次激活失败;更换阴栅组件,重新激活失败,注入器调试纵向,功率源系统输出功率确认调制器高压+
4、微波功率测量预聚束器、聚束器根据电子枪后和聚束器后流强和束斑,调节和优化微波相位、螺线管聚焦强度、校正线圈强度加速管相位根据能谱分析系统的测量,调节和优化加速管的相位80MW速调管功率源+加速管,能量增益约130MeV;50MW速调管功率源+加速管,能量增益大于90MeV,消色散模式下能谱靶上的束斑,能谱分析模式下能谱靶上的束斑,注入器调试束流轨迹,布局:四极铁上有辅助校正线圈,中间条带BPM改变四极磁铁强度,观察下游段束流位置变化,判断束流是否通过四极磁铁中心改变上有较近的校正磁铁强度,逐一校正束流轨迹,令束流通过四极磁铁中心,注入器调试束流轨迹,注入点束流位置抖动小于0.2mm注入点束流角
5、度变化小于0.1mrad,注入器调试光学参数,观察理论上消色散节的束流位置随束流能量的变化,得到色散函数调节色散单元中四极磁铁强度,令束流位置随束流能量的变化最小应用YaG晶体测量束流截面随四极磁铁强度变化,得到束流发射度约为Beta函数的测量与校正在研究中,试验束流轨迹响应矩阵拟合和束流轨迹矩阵的MIA分析,受困于BPM测量抖动很多,可能于电子枪输出不稳定相关,注入器调试流强测量,注入器的俘获+传输效率接近50%,注入器调试小结,束流能量、能散、能量抖动、输出束流的位置稳定性达到设计要求待解决技术问题:电子枪、SLED老练过程中打火问题、束测系统的干扰问题、,储存环调试硬件准备,2013年,
6、储存环磁铁、电源、束测、控制、真空等系统准备,高频系统(无低电平控制)加功率反复检查四极磁铁的极性、六极磁铁的极性,校正磁铁的极性一致BPM系统、清洗电极系统的连接注入系统四个冲击磁铁之间的波形匹配,储存环控制界面,储存环物理量控制界面,储存环时序控制界面,储存环高频控制界面,储存环反馈控制界面,储存环调试首次束流储存,注入器输出束流能量达到700MeV,储存环开始调试受到注入冲击磁铁强度限制,无法获得轴上注入束流偏轴注入束流振幅过大,超过了BPM能够准确测量的区域,只能观察束流是否经过该位置调试开始阶段,发现束流无法沿储存环运动一圈,甚至很快就丢失了,储存环调试首次束流储存,调节注入束流的位
7、置和角度调节储存环上二极磁铁强度调节储存环上校正磁铁强度调节储存环上四极磁铁强度束流最多运动一圈检查磁铁极性,未发现异常检查磁铁电流,发现控制系统中磁铁编号与电源编号对应关系错误第一个错误反复核对,发现物理组与控制组之间的误解,造成四极磁铁强度比设计数值低了10%以上第二个错误,储存环调试首次束流储存,立刻获得多圈束流信号,开启高频系统,获得储存束流信号,并观测到同步辐射光,储存环调试提高流强,提高注入速率:调节注入束流位置和角度,调节注入束流与储存环的能量匹配,调节RF频率,调节冲击磁铁之间的时序关系和强度匹配,调节储存环轨道积累流强提高到30mA色品校正,单束团流强提高到100mA以上,储
8、存环调试提高流强,储存环调试满能量注入,注入器增加一套功率源,输出束流能量达到800MeV储存环匹配地提高能量,顺利实现满能量注入时序系统调试结束,高频系统低电平环路调试完成,储存环实现多束团填充,储存环调试BBA,调节校正磁铁改变束流轨道,调节四极磁铁强度观测束流轨道变化,确定四极磁铁磁中心位置,储存环调试BBA,少数磁铁的测量结果偏大,原因可能:1、磁铁安装准直偏差;2、真空室安装准直偏差;3、测量中偏差?,储存环调试COD校正,储存环调试COD校正,测量过程中简明地判断出少数“坏”BPM,储存环调试COD校正,多次BBA测量后,确定四极磁铁磁中心位置,以此为目标进行COD校正基于SVD算
9、法控制程序中,优化选择比例参数和奇异值数目硬件上逐一检查校正磁铁电源的稳定性和分辨率,储存环调试线性光学参数校正,LOCO拟合分析得到的四极磁铁强度的相对校正量,储存环调试线性光学参数校正,储存环调试线性光学参数测量,校正后,工作点、Beta函数、色散函数与理论计算符合良好,储存环调试真空束流清洗,找一张top-off运行的图,储存环调试谐波腔,调试初期,谐波腔处于大失谐状态标定谐波腔压试验调节谐波腔调谐杆位置,观测束流纵向振荡频谱,用条纹相机观测束团长度,观测束团界面变化谐波腔的调谐杆位置对束流稳定性有很大影响根据谐波腔设计参数,在流强较高时采用恒定腔压模式;低流强下采用固定调谐杆位置,小失
10、谐角工作模式,储存环调试谐波腔,高次模阻尼的谐振腔,储存环调试多束团反馈,通过多束团反馈系统,测量到非常强的纵向偶极振荡和四极振荡,窄带阻抗驱动的耦合束团不稳定性,储存环调试多束团反馈,尝试寻找窄带阻抗来源,尚无确定结论在高频腔的同轴馈管中、纵向反馈腔和横向反馈腔中测量的频谱,采用非均匀填充,结合横向与纵向的多束团反馈系统稳定束流,储存环调试多束团反馈,储存环调试多束团反馈,储存环调试多束团反馈,储存环调试多束团反馈,储存环调试轨道重复性,多次注入后的轨道变化,储存环调试轨道稳定性,储存环调试注入运行过程,储存环调试小结,储存环束流发射度、流强达到设计指标储存环束流寿命接近设计指标,受到真空问
11、题的困扰,局部真空度较差储存环束流轨道稳定性良好,轨道漂移小于10微米待解决问题:储存环局部区域的真空度较差;寻找激励耦合束团不稳定性的窄带阻抗;改善注入系统冲击磁铁之间匹配,减小注入过程对储存束流扰动,其它,2014年6月开始,配合光束线站调试QPU、WIGGLER、U92、IVU波荡器顺利调节到工作状态,对储存环的影响基本可以消除EPU磁极间隙45mm以下时对束流寿命和注入速率有较大影响,待进一步研究,其它,燃烧光束线、MCD光束线调节顺利,同步光达到实验站末端,正在进行光束线优化原子分子光束线和软X成像光束线调节中,同步光可以到达实验站,正在优化前置镜的姿态ARPES光束线站等待恢复计划,年底前光束线站将先后完成调试,并向同步辐射用户开放。,感谢,感谢中国科学院和中国科学技术大学的领导和支持!感谢中国科学院高能物理研究所、应用物理研究所等兄弟单位的支持和帮助!感谢NSRL调束组全体同仁的共同努力!,Thank you,