Известные способы возбуждения когерентных бетатронных колебаний пучка заряженных частиц в ускорителе путем импульсного и резонансного возбуждения не позволяют автоматически измерять частоту колебаний.
Предлагаемый способ обеспечивает автоматическую подстройку частоты генерирующего устройства к частоте бетатронных колебаний пучка благодаря тому, что сигнал с датчика положения пучка фильтруют на частоте возбуждения, корректируют по фазе в режиме положительной обратной связи, усиливают и подают на генерирующее устройство.
На фиг. 1 представлена схема для осуществления предлагаемого способа; на фиг. 2 - области устойчивости колебаний пучка.
Положение пучка, циркулирующего по равновесной орбите 1 ускорителя, измеряют с помощью датчика 2 положения. Сигнал датчика 2 подают на полосовой фильтр 3, который выделяет из спектра частот составляющую /0, где q - дополнение к Q (число периодов бетатронных колебаний на оборот) до ближайшего целого числа; /о - частота обращения частиц.
Отфильтрованный сигнал после фазовой коррекции в фазовращателе 4 усиливают усилителем бив режиме положительной обратной связи подают с помощью возбудителя 6 на пучок. Возбудитель генерирует поперечные
электрические или магнитные поля частотой qfo, пропорциональные отклонению пучка, замеренному датчиком 2. Эти поля сосредоточены на коротком участке орбиты 1.
Уравнение бетатронных колебаний частицы, охваченной обратной связью, имеет вид:
+ - - 2 ( + )-Sfy - 2.
dv
Д 1
отклонение частицы от равновесной
где X орбиты;
R - приведенный коэффициент усиления в цепи обратной связи;
и 2л/о t - азимут частицы;
.- число оборотов частицы на время воздействия;
Ф - фазовый сдвиг в цепи обратной связи;
.Л -дельта-функция.
Однократное воздействие на частицу можно представить в виде дельта-функции, так как длина возмущающего поля мала по сравнению с длиной волны бетатронных колебаний.
При таком воздействии изменяется лишь поперечный импульс частицы, а ее координаты остаются неизменными.
Решение уравнения бетатронных колебаний частицы при различных /, ф и ,5 повид, показанный па фиг. 2 (см. заштрихованные прямоугольники), т. е.
,2, , ()-,
где /п 0, 1, 2 ...
Вне этих областей происходит самовозбуждение бетатрониых колебаний.
При аналогичных условиях возбуждение может быть ироведено иа любой из собственных мод бетатронных колебаний нучка (n±)fo, где п - любое целое число.
Обратная связь может быть разомкнута при раскачке пучка до амплитуд, достаточных для измерения частот колебании.
Собственно измерения частот производятся после выключения возбуждения, когда пучок совершает свободные бетатронные колебания. Предлагаемым способом можно получить информацию о движении рабочей точки в клетке частот бетатронных колебаний за одип
цикл ускорения. Для этого необходимо замыкать цепь обратной связи в интересующие исследователя моменты времени.
Предмет изобретения
Способ возбуждения когерентных бетатронных колебаний пучка заряженных частиц в ускорителе путем воздействия на поперечное движение ускоряемого сгустка с помощью устройства, генерирующего электромагнитное поле на частоте когерентных бетатронных колебаний пучка, отличающийся тем, что, с целью автоматической подстройки частоты генерирующего устройства к частоте бетатрониых колебаний, сигнал с датчика положения пучка фильтруют на частоте возбуждения, затем корректируют по фазе в режиме полож ительпой обратной связи, усиливают и подают на генерирующее устройство.
У
