Устройство для измерения эмиттанса пучка заряженных частиц

Своэ СоветскихСоциалистическихРкпублнк ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕН ИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДИТИДЬСТВУ(51) М, Кл.Н 05 Н 7 соединением заявкиосудврственный квинтетСоввтв Мнннстров СССРоо делам нэооретвннйн открытий) Опубликовано 15.06,78, Бюллетень22 5) Дата опубликования описания 12.05.78) Автор иэобретени М. Сорок Объединенный институт ядерных исследований(71) Заявител СТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ЭМИТТАНПУЧКА ЗАРЯЖЕННЫХ ЧАСТИЦ нных, распол енных м што ых 2 регистраци ем измере ия эмит.ема что сист акса пучка ионов состоит м козф. Фарадея ого то- едующих ость а зани.йе или ть ов и зменяют полнуюмогут быль уст. стемы измерений.сокращения вре., которые н место вари 20 онов и не нтенсивность пучка анг,ты при помощи Для повышениямени измерений в ишторки имеют по н извеспюи си точности итроистве обе ных прорезеи длагаемом сколько Изобретение относится к ускорительнои технике и может быть использовано для измеренияпараметров пучков ускоренных частиц, в частности для измерения эмиттанса.Известно устройство для эмиттанса лучкаускоренных ионов, содержащее пространственноугловой сепаратор, выполненный в виде наборапараллельно расположенных каналов пропускания,длина которых значительно превышает их диа.метр, систему регистрации, расположенную на выходе сепаратора, и систему взаимного перемещения пучка заряженных частиц относительно сепаратора 1,Недостатком этого устройства является необходимость в многоканальной системе регистрации, что усложняет конструкцию устройства иприводит к нежелательному увеличению электронного оборудования и повышенному требованиюк его идентичности.Наиболее близким техническим решением кпредлагаемому изобретению является устройстводля измерения эмиттанса пучка заряженных час.тиц, содержащее соосно расположенные на путипучка две неподвижные диафрагмы с отверстиямидля пропускания пучка, систему сканирования пучка в виде подвижных шторо на плоскостях диафрагм и снаб мами поступательного перемещ плоскости диафрагм, и цилиндр которого подключен к схемеНедостаток известных сис сканирования пучка ионов, содержащая шузкими щелями, обладает низ%им значени1 О фициента использования пучка, В цилиндрпопадает всего лишь небольшая часть полнка. Этот недостаток ощущается в двух слслучаях:пучок ионов имеет низкую интенсив1 тогда весь цикл измерения эмиттанса пучкмает большое время, а постоянное излученедостаточная точность прибора снижает тоизмерений;внутри фазовой плотности пучка иотак, что число пропускающих и поглошающих участков равно 2 М у шторки первой диафрагмы и 2(2 й) - у второй, взаимное расположение прорезей в шторках одинаковое для обеих што рок и подчинено закону псевдослучайного кодиро. вания при длине последовательности, равной М при этом ширина отверстия для пропускания пуч ка в первой диафрагме равна МО 1, а во второй (21 ч - 1)д, где д, - ширина отдельной прорези в первой шторке, а д - во второй, причем М 1 О удовлетворяет соотношению М=2 - 1, где и - це.лое число.Иа чертеже показано предлагаемое устрой.ство (для упрощения и наглядности даны толь ко две подвижные шторки вместо четырех, тре. 15 бующихся в общем случае).Измеритель эмиттанса пучка ионов, распола.гаемый в вакуумном объеме, содержит два экрана с неподвижными диафрагмами 1 и 2. Подвижные шторки, каждая со своей системой вырезов 3 20 и 4 расположены непосредственно перед диафраг.мами, При этом в апертуре неподвижного окна 1 умещается 1 ч элементов, а в апертуре неподвиж. ного окна 2 умещается (2 й) элементов, Чем больше расходимость пучка, тем больше различие 25 между линейными размерами апертур неподвижных окон. Цилиндр Фарадея 5 располагается на оси пучка и имеет такие размеры, что захватывает весь пучок ионов, прошешдий через открытые окна. 30Измеритель эмиттанса пучка ионов содержит также систему поступательного перемещения што.рок с шагом, равным ширине одного выреза, дат чики положения подвижных шторок, а также аналого. цифровой преобразователь, которые на чер. 55 теже не показаны.Измеритель эмиттанса пучка ионов работает следующим образом.После установки цилиндра Фарадея 5 в положение, в котором он захватывает весь пучок ионов вводят подвижные шторки. Последовательно перо мешая подвижные шторки, производят замеры тока пучка, прошедшего через заданную конфигурацию шторок; В общем случае цикл включает 1 ч различных положений подвижной шторки. в первой плоскости и (2 М - 1) положений подвижной штор.ки во второй плоскости, После этого процесс измерений может быть либо прекращен, либо повто.рен заново, для чего каждую шторку возвращают в ее исходное положение.50Полное число искомых параметров эмиттанса пучка равно Й, а полное число возможных изме. рений равно й(2 М), т.е. намного больше. Из совокупности 2 М-й измерений выбирают такие й55 измерений, которые обрабатываются на ЭВМ наи.более простым алгоритмом. Можно показать, что время измерения .эмиттанса пучка ионов при эа. данной точности измеоений и прочих равных.усло.виях сокращается в К: Юф-, раз по сравнениюс известной системой.Для М= 3 этот коэффициент равен 1, Одна.ко по мере увеличения 1 ч фактор преимуществавозрастает, и при й 31 при измерении четырехмерной фазовой плотности пучка коэффициентвыигрыша во времени измерений равен К=64.Вторым преимуществом предлагаемого из.мерителя эмиттанса пучка ионов является то, чтоэффект дрейфа параметров эмиттанса пучковиоюв, не изменяющий полной интенсивности пустька, приводит к меньшему разбросу измерений,чем тот, который имеет место визвестной систе.ме измерения змиттанса пучка. Коэффициент вы.игрыша пропорционален ЮЧ для каждой пространственной координаты,При измерении четырехмерной фазовой плот.ности для й = 31 достигается фактор ослабленияэффекта дрейфа эмитганса пучков ионов, равныйФормула изобретенияУстройство для измерения эмиттанса пучка заряженных частиц, содержащее соосно расположенные на пути пучка две неподвижные диафрагмы с отверстиями для пропускания пучка, систему сканирования пучка, выполненную в виде подвиж. ных шторок, расположенных на плоскостях диафрагм и снабженных механизмами поступательного перь мещения шторок в плоскости диафрагм, и цилиндр Фарадея, выход которого подключен к схе. ме регистрации, о тли ча ющ ее ся тем, что, с целью повышения точности и сокращения времени измерений, обе шторки имеют по несколько сквозных прорезей так, что число пропускаю. щих и поглощающих участков равно 2 М у штор. ки первой диафрагмы и 2(21 ч - 1) - у второй, взаимное расположение прорезей в шторках одинаково для обеих шторок и подчинено закону псевдослучайного кодирования при длине последовательности, равной Й, при этом ширина отверстия для пропускания пучка в первой диафрагме равна Щ, а во второй (2 Й - 1)д, где д, - ширина отдельной прорези в первой шторке а Ов ширина отдельной прорези во второй шторке, причем й удовлетворяет соотношению И=2 - 1ц где п - целое число.Источники иифорьации, принятые во внимание при экспертизе: .1, Авторское свидетельство СССР У 405185, кл, Н 05 Н 7/ОО, 1971.2. Баталии В. А, и др, Устройство.для измере. ния эмитинса пучка ускоренных ионов, ИТЭФ, М препринт 1973.611319 Корректор С. Патр аэ 3172/46ЦНИ ж 992 Государственно омнтет етенн 5, Ра ал ППИ "Патент", г, Ужгород, ул, Проектная Составнтела Е ГромоРедактор Л, Батаиова Техред К. Гаврон пь делам нзо, Москва, Ж Подпна Совета Министрон открытийшская наб. д. 4