A Study of Beam Alignment Based on Coupling Modes in Third Harmonic Superconducting Cavities at FLASH
本文研究了基于束流激发高阶模（HOM）的加速腔中的束流准直。在横向HOM中，偶极模具有主要贡献，并且可能对光束质量具有不利影响。由于它们线性地依赖于横向光束偏移，因此可以通过在腔中对准光束来减小它们的影响。本文对安装在FLASH ACC 39组件中的四个三次谐波超导腔进行了研究。在移动光束和搜索最小激发HOM功率的同时，监测具有强光束耦合的模式。
2011-11-15 physics.acc-ph
Higher order mode spectra and the dependence of localized dipole modes on the transverse beam position in third harmonic superconducting cavities at FLASH
进入加速腔的电子束激发尾流场。这种尾流场可以分解成一系列的多极或模式。横向尾流场的主要分量是偶极子。本报告总结了在各个阶段测量的FLASH的三次谐波腔的高阶模（HOM）信号：在费米实验室的单腔测试台，在CMTB（低温模块测试台）和FLASH的传输测量，和在FLASH的束激励测量。在第一个两个偶极带和第五偶极带的模式已被确定使用全球洛伦兹拟合技术。在大约4 GHz的束管模式和第五偶极带中的一些模式已被观察到作为本地化模式，而前两个偶极带，包含一些强耦合腔模式，传播。本报告还提出了依赖于横向光束位置的本地化偶极模式。已观察到各种模式的线性相关性。这使得它们适用于光束位置诊断。这些模式，连同一些传播，强耦合模式，已被认为是在一个专用的电子束诊断与HOM的第三谐波腔的设计。
2012-06-21 physics.acc-ph
Higher Order Modes In Third Harmonic Cavities at Flash
本文报道了FNAL设计和制作的3.9GHz谐振腔中的横模，如果不加以抑制，这些横模有可能引起发射度的显著稀释。最近的探针为基础的实验表明，在独立的9细胞腔预测的模式之间的显着差异相比，在4腔模块。我们采用代码HFSS来分析这些模式，耦合通过束管，其截止值高于第一偶极带。
2010-10-03 physics.acc-ph
Status of Higher Order Mode Beam Position Monitors in 3.9 GHz Superconducting Accelerating Cavities at FLASH
高次模（HOM）束流位置监测器（BPM）正在开发的3.9 GHz的三次谐波超导加速腔在FLASH。可以利用基于偶极分量的束激励HOM来确定腔中的横向束位置。用于HOM抑制的现有耦合器提供必要的信号。诊断原理类似于腔BPM，但在直线加速器上不需要额外的真空仪器。3.9 GHz腔体的HOM-BPM的挑战在于由低温模块ACC 39中的四个腔体中的大多数HOM的耦合引起的密集HOM频谱。使用频谱分析仪和具有各种数据分析技术的定制测试电子设备对具有特别有前途的诊断功能的HOM进行了评估，重点是数据简化。选择5GHz范围内的多腔模式，以提供整个模块上的全局位置，具有优异的分辨率（~20 μ m）而在9 GHz区域中的捕获模式提供了具有可比分辨率（~50 μ m）的每个腔中的局部位置。一个类似的HOM-BPM系统已计划用于欧洲XFEL 3.9 GHz模块，其中包括八个腔。本文综述了FLASH中3.9GHz腔HOM-BPM的研究现状和发展前景。
2013-05-22 physics.acc-ph
Beam-based HOM Study in Third Harmonic SC Cavities for Beam Alignment at FLASH
进入加速器腔的电子束激发高阶模（HOM）。这些被辐射到HOM耦合器并随后被阻尼。它们也可用于促进射束位置监测。离轴光束激发的模式是本文研究的重点。第一次分析的HOM依赖于光束位置的三次谐波腔在FLASH的结果。分析是基于束管和腔偶极子模式。各种分析方法的使用和比较，以满足这些模式的特点出现的需要。通过寻找不同光束位置的HOM信号的最小值来观察每个模式的电中心。每个RF脉冲使用单个电子聚束。
2011-05-22 physics.acc-ph
Calculation of Asymptotic and RMS Kicks Due To Higher Order Modes in the 3.9GHz Cavity
FLASH计划使用“三次谐波”（3.9GHz）超导腔来补偿由于TESLA 1.3GHz腔的腔电压的正弦弯曲而引起的纵向相位空间的非线性失真。3.9GHz的高阶模对长聚束训练中电子聚束的动力学特性有重要影响。由于偶极模式的反冲可以沿着聚束训练增强，这取决于模式的频率和Q值。计算了光束相对于腔体的恒定偏移的增强因子。一个简单的Monte Carlo模型，这些影响，允许在HOM频率的分散，由于制造的差异，也已实施和结果为FLASH和XFEL样配置。
2008-09-10 physics.acc-ph
Higher Order Modes in Third Harmonic Cavities for XFEL/FLASH
我们分析了高阶模式的3.9 GHz的聚束成形腔最近安装在FLASH设施在DESY。我们报告最近的实验结果的频谱从探头为基础的测量在CMTB在DESY。这些相比，预测的有限差分和有限元计算机代码。本文主要研究尾流场多极展开的偶极子分量。只要这些模式的频率低于互连束管的截止值，就很容易将这些模式识别为单腔模式。高于截止值的模式耦合到4个腔，并且不同于单腔模式
2010-06-01 physics.acc-ph
Compendium of eigenmodes in third harmonic cavities for FLASH and the XFEL
根据本设计的能带结构，计算了由FERMILAB与DESY [1]合作设计并安装在DESY FLASH中的9单元3.9GHz束团成形腔在10 GHz范围内的谐振模式。这种结构的模态性质以前已经被各方研究[1]。我们已经扩展了这项工作，包括一个模态的图像字典中的模式的性质可以很容易地确定，以及R/Q的每一个模式。在10 GHz以下，这种特殊的结构只存在四极、偶极、四极和六极带。在这里，我们只考虑频带本身的模态模式，而没有将束管模式包括在图像字典中。我们使用的R/Q定义是[2]的定义。除了有限元模拟，我们还利用电容-电感电路模型来实现腔的快速表征。
2012-04-02 physics.acc-ph
A Study of Beam Position Diagnostics with Beam-excited Dipole Higher Order Modes using a Downconverter Test Electronics in Third Harmonic 3.9 GHz Superconducting Accelerating Cavities at FLASH
加速腔中束流激发的高阶模（HOM）包含了束流横向位置信息。以前的研究已经缩小了三个模式的选择，在第三谐波3.9 GHz的腔在FLASH的光束位置诊断。发现束管中约4.1 GHz和第五腔偶极带中约9 GHz的局部模式，可以提供束位置的局部测量。相比之下，在4.2和5.5 GHz之间的第一和第二偶极频带中的传播模式可以达到更好的分辨率。所有的选择都是用费米实验室专门设计的测试电子设备进行评估的。目的是定义适合于HOM电子器件的模式或光谱区域。两个数据分析技术用于提取波束位置信息的偶极子HOM：直接线性回归和奇异值分解进行了比较。目前的实验表明，使用第五偶极带模式预测局部束流位置的分辨率为50 μm，整个模块的全局分辨率为20 μm。基于这些结果，我们决定为第二偶极带和第五偶极带构建HOM电子器件，以便我们可以对整个模块进行高分辨率测量，并对单个腔进行局部测量。原型电子器件正在由费米实验室制造，并计划于2012年底在Flash中进行测试。
2012-08-10 physics.acc-ph
HOM Choice Study with Test Electronics for use as Beam Position Diagnostics in 3.9 GHz Accelerating Cavities in FLASH
在FLASH中的3.9 GHz加速腔中由光束激发的高阶模（HOM）可用于光束位置诊断，如在腔光束位置监测器中。在复杂的频谱内的模式选择的先前的研究已经揭示了几个选项：腔模式与光束的强耦合，因此具有更好的位置分辨率的潜力，但在所有4个腔中传播，和模式定位在腔或束管，这可以给本地化的位置信息，但提供较差的分辨率。为了更好地表征这些选项，已经建立了一套测试电子设备，可以将大约4和9 GHz之间的各种频率下变频到70 MHz。各种20 MHz频段的性能进行了估计。对某些传播模式的最佳分辨率为20 μm。根据这项研究，一个乐队在ca。选择5 GHz用于高分辨率位置监测，并选择约1.5 GHz的频带。9 GHz用于本地监控。
2012-10-14 physics.acc-ph
Higher Order Modes in Coupled Cavities of the Flash Module ACC39
我们分析了安装在DESY的FLASH设备中的3.9GHz聚束成形腔中的高阶模（HOM）。一套有限元计算机程序（包括HFSS和ACE3P）和全球化散射矩阵计算（GSM）被用来调查这些腔中的模式。这项研究主要集中在偶极子分量的多频带扩展的尾流场，重点是开发一个基于HOM的BPM系统的ACC 39。耦合腔间模式一起模拟了有限带的捕获模式。
2011-10-06 physics.acc-ph
Efficient model for low-energy transverse beam dynamics in a nine-cell 1.3 GHz cavity
FLASH和欧洲XFEL是SASE-FEL用户设施，在那里超导TESLA腔以脉冲模式运行，以加速长束流。几个腔由一个速调管供电。虽然低水平射频系统能够稳定的加速梯度的一个射频站的矢量和足够的，单个腔的射频参数变化的聚束串。在与未对准的相关性中，引起束内串轨迹变化。一个有效的模型来描述在低光束能量的效果，分别使用数值调整的传输矩阵和离散耦合器踢系数。将显示与开始到结束的跟踪和专用实验在FLASH注射器的比较。推导出的模型的计算时间短，允许全面的数值研究的影响，失调和可变射频参数的横向内束团训练束流稳定性在注入器模块。从这两个，统计多聚束性能的研究和推导失调多聚束实验的结果。
2017-10-13 physics.acc-ph
Third Harmonic Cavity Modal Analysis
FNAL设计并制造了三次谐波腔，用于DESY的FLASH/XFEL设施，以最大限度地减少沿聚束的能量传播。这些腔中的模式进行了分析和频率误差的敏感性进行了评估。电路模型被用来模拟微带。增强的双稳态电路模型，包括连续的细胞耦合，除了通常的最近邻耦合。模式匹配代码是用来促进快速模拟，将制造误差。用一系列突变点逼近曲线曲面，并检验了这种方法的有效性
2009-10-07 physics.acc-ph
RF regulation with superconducting cavities and beam operation using a frequency shifted cavity
DESY的自由电子激光FLASH和欧洲的XFEL是用超导射频腔工作的，并为几个用户实验提供束流。实验之间的切换时间限制在几十微秒。这篇文章将展示一个频率偏移的超导腔的调节，以操纵和改变电子束团的加速性能与250 KHz.The主要挑战的概念中提出的贡献可以概括在这个声明：找到一种方法来调制单个聚束的能量在一个单一的源多腔计划的潜在CW升级的EuXFEL。
2022-01-17 physics.acc-ph
Higher Order Modes for Beam Diagnostics in Third Harmonic 3.9 GHz Accelerating Module
一个国际团队目前正在研究在3.9 GHz腔中使用高阶模（HOM）进行光束诊断的最佳方法。HOM在通过加速结构时被带电粒子激发。工作在3.9 GHz的三次谐波腔已被安装在FLASH中的线性化聚束能量分布。一个证明的原则，使用HOM的光束监测已在FLASH在TESLA 1.3 GHz的腔。由于在3.9 GHz腔中产生的尾场明显较大，因此应小心地将其对波束的影响降至最低。因此，我们的目标是监测HOM，并通过将光束对准腔轴来最小化它们。困难在于，与1.3 GHz腔相比，HOM频谱密集，使得难以识别各个模式。此外，大多数模式通过包含多个腔的整个低温模块传播，使得难以测量局部光束特性。本文讨论了基于HOM的束流位置监测器的选择。
2012-06-19 physics.acc-ph
Detuning related coupler kick variation of a superconducting nine-cell 1.3 GHz cavity
超导TESLA型腔被广泛用于加速长聚束串中的电子，例如在高重复率自由电子激光中。TESLA腔中装有两个高次模耦合器和一个基波功率耦合器（FPC），它们打破了腔的轴对称性。因此，通过的电子经历轴向不对称的耦合器反冲，这取决于耦合器处的横向束位置和射频相位。由此产生的发射度稀释已在文献中详细研究。然而，由FPC引起的反冲明确地取决于耦合器处的前向行波与后向行波的比率，这很少受到关注。本文的目的是提出一种新的方法，分离的驻波和反射依赖部分的场扰动的离散耦合器踢的概念。特别注意的是针对FPC天线的穿透深度的作用，这决定了加载的腔体的品质因数。开发的光束传输模型进行比较，专门的实验在FLASH和欧洲XFEL。所观察到的横向耦合和失谐相关的耦合器反冲变化与模型符合得很好。最后，预期的轨道变化，由于耦合器反冲变化在欧洲XFEL的调查和数值研究的结果。
2018-04-07 physics.acc-ph
Equilibrium of an Arbitrary Bunch Train in Presence of a Passive Harmonic Cavity: Solution through Coupled Ha\" issinski Equations
本文研究了在电子储存环中引入无源谐振腔引起聚束拉长的效应。我们推导出一个公式的感应电压从这样一个腔高$Q$，由一个序列的聚束，允许在序列中的任意间隙和任意电流的激励。除了可以迭代确定的次要项之外，电压是根据聚束形式的傅里叶变换的单模给出的，即在腔的谐振频率处的模。假设尾流场仅来自谐振腔，我们导出了一组耦合的Haïssinski方程，该方程决定了平衡态的聚束位置和分布。系统中未知数的数量仅为束数的两倍，并且可以通过牛顿迭代快速求解，从弱电流下的解的路径跟踪确定的猜测开始。我们探讨了填充模式对聚束长度的影响，以及对分流阻抗和腔的失谐量的依赖性，远离主加速腔的三次谐波。我们考虑了两种措施来减少间隙的影响：1）在环周围的间隙分布到最大程度上允许的，和2）“保护束”与较高的电荷邻近的间隙，补偿在间隙中丢失的电荷。即将到来的ALS-U光源的参数的结果。
2020-03-22 physics.acc-ph
