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高梯度超导腔是目前高能加速器的关键设备,而超导腔的预调谐又是多cell超导腔中的一项关键技术。为使多cell超导腔工作在高加速梯度下,必需要保证其具有较高的沿轴线电场平坦度。因此预调谐的效果直接影响多单元超导腔的性能指标。
1-3 GHz9-eell超导腔是高能物理研究所为国际直线对撞机(ILC)预研的项目,旨在为ILC研制具有高加速梯度的多cell超导腔。1.3 GHz9-cell超导腔的预调谐是超导腔项目的一个前端课题。
论文以常用的多cell超导腔预调谐理论为基础,搭建了一套完整的预调谐系统,并实现了超导腔测量的自动化。同时结合在9-cell铜腔上的实践,建立了适合于本预调谐系统的实验步骤和超导腔预调谐的完整流程。
实验首先通过网络分析仪对超导腔进行测量,利用Labview进行数据采集,并协同控制步进电机。通过“拉小珠”测量法测量超导腔沿轴线电场分布。编写了用于数据处理的Java程序,计算出9-cell超导腔各个cell的频率校正量。根据计算结果对9-cell超导腔的某个cell进行挤压或拉抻,经多次上述操作,将9-cell超导腔TM010π模沿轴线的电场调平,并将频率调谐至目标频率。
实验对9-cell铜腔进行了多次预调谐,积累了大量实验数据和预调谐经验。经过对实验数据的分析,论文定性的讨论了预调谐实验中对调谐过程影响最大的弹性形变量,总结了影响超导腔cell弹性形变量的因素。
除此之外,论文在准备期间,还调研了实验仪器的GPIB远程通信方法和步进电机的控制。不仅为超导腔的预调谐做好了充分的准备工作,而且在一定程度上可以为其它相关的工程应用提供借鉴或参考。