Диагностика поперечных профилей электронных и гамма пучков оптическими методами

Введение . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4

Глава 1 Диагностика поперечного профиля электронного и гамма пучков
на основе излучения Вавилова-Черенкова, генерируемого в оптических
фиберах . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17

1.1 Принцип действия системы диагностики поперечного профиля электрон-
ного пучка на излучении Вавилова-Черенкова в оптическом фибере . . . . . . . . . 18
1.2 Описание экспериментальной установки на базе микротрона МИ-6 . . . . . 20
1.3 Экспериментальные исследования . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23
1.3.1 Сравнение апмлитуд сигналов от кремниевого и вакуумного ФЭУ 23
1.3.2 Измерение ориентационной зависимости и зависимости ампли-
туды сигнала от длины фибера . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23
1.3.3 Измерение поперечного профиля пучка рентгенографическими
пленками и фибером . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26
1.4 Принцип действия системы диагностики поперечного профиля гамма
пучка на излучении Вавилова-Черенкова в оптическом фибере . . . . . . . . . . . . . 31
1.5 Экспериментальное исследование на линейном ускорителе СЛ75-5-МТ . . . 31
1.5.1 Описание экспериментальной установки . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31
1.5.2 Результаты экспериментального исследования . . . . . . . . . . . . . . 32
1.6 Обсуждение результатов главы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36

Глава 2 Основные параметры интерферометров синхротронного излучения
и моделирование их характеристик . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37

2.1 Синхротронное излучение . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37
2.2 1-D Интерферометр синхротронного излучения . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39
2.3 2-D Интерферометр синхротронного излучения . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42
2.4 Библиотека по моделированию синхротронного излучения – Synchrotron
Radiation Workshop (SRW) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46
2.5 Результаты моделирования . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48
2.6 Оценка интенсивности интерферограммы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50
2.7 Моделирование новых методов в интерферометрии синхротронного из-
лучения . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53
2.7.1 Принцип метода «затемнения» . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53
2.7.2 Моделирование метода «затемнения» для 2-D интерферометра . . 55
2.7.3 Метод реконструкции полного профиля пучка при помощи вра-
щения апертур и его моделирование . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60
2.8 Обсуждение результатов главы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 66

Глава 3 Диагностика поперечных размеров пучка ускорителя PETRA III
на основе интерферометра синхротронного излучения . . . . . . . . . . . . . . . . . 67

3.1 1-D интерферометр накопительного кольца PETRA III. . . . . . . . . . . . . . . 67
3.2 Оптическая система 2-D интерферометра . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 67
3.3 Интерфейс 2-D интерферометра . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 70
3.4 Запуск и отладка 2-D интерферометра . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 71
3.5 Экспериментальное исследование метода затемнения в одном направлении 77
3.6 Экспериментальное исследование метода затемнения в двух направлениях 80
3.7 Экспериментальное исследование метода вращения апертур для рекон-
струкции полного профиля пучка . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 82
3.8 Обсуждение результатов главы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 83
Заключение . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 85

Литература . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 87

Приложение А . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 95