Flux Expulsion and Material Properties of Niobium Explored in 644-650 MHz Cavities
针对两家供应商铌制644–650 MHz腔，研究快速冷却与900°C退火对磁通排出的影响，并借助EBSD和PPMS寻找可预测材料性能的块体特征。
2023-07-11 physics.acc-ph
Design of new helium vessel and tuner for CEPC 650 MHz 2 cell cavity
CEPC将为对撞机使用650 MHz谐振腔。每个对撞机cryomosimetry包含6个650兆赫2细胞腔，这是全新的。为此，设计了适用于650MHz双腔谐振腔的新型氦室和调谐器.此外，由两个650 MHz 2室腔组成的测试低温恒温器已经开始作为全面低温恒温器的第一步。本文主要研究了双腔氦室和调谐器的结构设计。
2023-01-07 physics.acc-ph
Excellent performance of 650 MHz single-cell niobium cavity after electropolishing
针对PIP-II项目650 MHz铌腔电解抛光工艺优化后未测最大梯度的问题，研究人员对单腔开展优化工艺测试，获同类大型腔最高加速梯度。
2024-10-09 physics.acc-ph
Q-factor optimization for high-beta 650 MHz cavities for PIP-II
高Q因子对于减小连续波粒子加速器中超导射频腔的损耗至关重要。这项研究阐明了表面处理，可以最大限度地提高Q-因素在高β 650 MHz的椭圆铌腔。许多单电池腔体中应用了最先进的表面处理，并进行了表面电阻研究，以了解该未探索频率下的微波耗散。氮掺杂处理被证实是必要的，以最大限度地提高Q-因子在中等RF领域。我们应用这种治疗在五细胞高β 650 MHz的腔，并证明了极高的Q-因子，在中等射频场与这种治疗。我们还表明，在N掺杂后添加冷电解抛光步骤是至关重要的，以推动多细胞腔的淬灭场更高的梯度。
2021-11-02 physics.acc-ph physics.app-ph
Visual, Optical and Replica Inspections: Surface Preparation of 650 MHz NB Cavity for PIP-II Linac
本研究针对铌超导射频腔表面缺陷等影响性能的问题，报道了用于PIP-II直线加速器650 MHz腔体的目视、光学及复制品显微扫描等表面检测方法，以及配套的表面抛光修复工艺，以保障腔体的射频性能。
2023-07-19 physics.acc-ph
Multipacting studies of beta_g=0.61 and beta_g =0.9, 650 MHz Elliptical SRF Cavities
多重放电被认为是超导射频（SRF）腔的一种性能限制现象。数值模拟是必不可少的先发制人的实验观察到的多重碰撞条件。容易获得的代码（例如FISHPACT、MULTIPACT、CST等）被广泛用于模拟这种情况下的多重碰撞现象。大多数的当代二维（2D）代码无法检测在椭圆腔中的二次碰撞，因为他们使用一个简单的二次发射模型，其中一个恒定值的次级电子的发射动能被假定。一些三维（3D）程序，通过遵循次级电子发射动能的概率分布，使用更真实和复杂的次级发射模型（Furman模型），能够正确地预测微碰撞的发生。然而，这些3D软件需要大量的数据处理，并且比当代的2D代码慢。本文基于Furman模型，开发了一个二维轴对称结构的微碰撞分析程序。由于我们的代码是2D的，所以它比3D代码更快。这使得有可能在合理的计算时间内执行精确的多重碰撞分析，从而实现与3D代码的情况一样好的精度，但需要显著更少的计算时间。我们已经使用我们的代码来确定在beta_g =0.61和beta_g =0.9，650 MHz的中室椭圆腔中的Eacc值的多重碰撞倾向的范围，我们最近为建议的印度散斑中子源（ISNS）项目的中能量和高能量部分设计。
2016-11-27 physics.acc-ph
Impedance reduction of the High-frequency Cavities in the CERN PS by Multi-harmonic Feedback
在“大型强子对撞机注入器升级”（LIU）项目的框架内，欧洲核子研究中心的质子同步加速器（PS）正在准备作为高亮度大型强子对撞机（HL-LHC）的预注入器。在20 MHz，40 MHz和80 MHz的RF系统需要纵向束操纵，以提供25 ns的聚束间距和短聚束在转移到超级质子同步加速器（SPS）。在这些腔中的束流感应电压引起瞬态束流加载和不受控制的纵向发射度爆破。为了降低功率放大器周围的宽带反馈无法达到的阻抗，开发并调试了一种新的多谐波反馈。基于窄带滤波器分别处理每个旋转频率谐波，考虑到腔传递函数的相位，可以在加速期间动态地调整这些谐波处的反馈相位。示出了LHC型光束的纵向光束质量的有益效果。
2019-10-15 physics.acc-ph
RF Cavities For The Muon and Neutrino Factory Collaboration Study
一个多实验室合作正在研究建造μ子对撞机的可行性，其第一阶段可能是中微子工厂。μ子所占据的相空间非常大，需要冷却几个数量级，对撞机需要10万到100万，工厂需要10到100。电离冷却是μ子冷却的基本方法。该方案在一长串的磁聚焦通道中使用氢吸收剂和射频再加速来冷却μ子。费米实验室正在研究两种射频腔类型，以提供所需的冷却射频再加速，一种是用于对撞机的805 MHz高梯度腔，另一种是用于中微子工厂的201 MHz高梯度腔。目前正在进行冷态测试的805 MHz谐振腔是一种非周期性π模谐振腔，其虹膜开口的形状符合光束的轮廓。201 MHz谐振腔在射束孔径上使用中空薄金属管，以药丸盒型模式终止场，以增加其分流阻抗。这是可能的，因为μ子与薄金属膜几乎没有相互作用。这些空腔的细节和冷测量数据将被呈现。
2000-08-18 physics.acc-ph
SRF Cavity Emulator for PIP-II LLRF Lab and Field Testing
对于任何可以利用高功率RF系统和RF腔的硬件仿真的新加速器，LLRF和RF系统开发过程中有许多阶段。LLRF开发、台架测试、控制系统开发和已安装系统的测试必须在SRF腔体可用于测试之前进行。PIP-II直线加速器有三个频率的SRF腔，162.5 MHz，325 MHz和650 MHz和一个简单的模拟仿真器的设计已被选择，可以满足腔的带宽要求，提供调谐误差，以模拟所有类型的腔的洛伦兹力失谐和颤噪。该仿真器设计采用石英晶体，带宽为65 Hz，中频约为4 MHz，在650 MHz时Q值约为1.3 x 10^7。本文将讨论该仿真器的设计和测试结果。
2022-10-18 physics.acc-ph
Latest Development of Electropolishing Optimization for 650 MHz Niobium Cavity
针对PIP-II直线加速器650 MHz大尺寸铌腔，本文通过系统参数化电解抛光研究优化工艺，获得光滑表面并显著提升加速梯度，使其满足基线要求并可继续处理以提高品质因数。
2024-01-26 physics.acc-ph
A Study of Dynamic Lorentz Force Detuning of 650 MHz βg= 0.9 Superconducting Radiofrequency Cavity
超导腔的窄带宽使得在高梯度加速器脉冲模式运行的情况下，对动态洛伦兹力失谐及其补偿的研究是必不可少的。本文对这种失谐进行了研究，并提出了一种通过适当插入单元间加强筋对5个单元650 MHz βg= 0.9椭圆超导腔进行优化设计的方法，该腔将用于印度Spinning中子源项目的1 GeV H-直线加速器的高能段。本文提出了一种序贯设计方法，该方法从研究静态洛伦兹力失谐量和可调性开始，并通过瞬态结构动力学计算找出结构模态和相关的动态失谐量。开发的方法是一般性的，可以用于任何几何形状的三维模型。本文的工作对于优化设计任意形状的超导射频腔体以抵抗动态洛伦兹力失谐具有重要意义。
2013-10-21 physics.acc-ph
A High Current Proton Linac with 352 MHz SC Cavities
本文提出了一种采用超导β梯度、CERN型、四腔、352 MHz的10-120 mA质子直线加速器的方案。机器的高能量部分（100 MeV-1 GeV）被分成三个β梯度部分，并通过周期性双合线阵列提供横向聚焦。所有参数，如耦合器中的功率和腔中的加速场，都在操作机器中实现的现有技术范围内。建议在30 mA束流操作的第一阶段，而升级的机器，以120 mA的操作，可以获得增加的速调管和耦合器的数量每个腔。额外的耦合器端口（最多四个）将集成在腔体设计中。初步计算表明，考虑到352 MHz结构的宽孔径，束流传输是可行的。对于超导高能段（100 MeV-1 GeV），120 mA扩展的资本成本小于100 M $ at 10 mA, reaching up to 280 M$。建议的机器的高效率，达到50%，在15毫安，使其成为一个很好的候选人，拟议的核废物焚烧设施和能量放大器的研究。
1996-09-14 acc-phys physics.acc-ph
On the Electromagnetic Design of a Beta_g= 0.61, 650 MHz Superconducting Radiofrequency Cavity
介绍了印度散裂中子源（ISNS）项目中Beta_g = 0.61多单元超导射频腔的电磁设计计算。使用逐步的一维优化技术来优化中间单元的几何形状。这之后是端单元的优化，这是为了实现所需的场平坦度，以及避免捕获高阶模式。还计算了由偶极模激发的再生束分裂不稳定性的阈值束流，然后计算了尾流场并估计了其影响。文中重点介绍了与中β_g腔和高β_g腔的设计计算有关的具体问题。最后，研究了静态和动态洛伦兹力失谐量（LFD），并在此基础上优化了腔体的刚度设计。
2013-11-12 physics.acc-ph
The Spallation Neutron Source (SNS) Linac RF System
SNS直线加速器将2 mA的平均束流加速到968 MeV的能量。直线加速器的脉冲频率为60 Hz，H-束脉冲为1 ms。直线加速器的第一个185 Mev使用正常导电腔，直线加速器的其余长度使用超导腔。直线加速器的工作频率为402.5 MHz，最高可达87 MeV，其余部分则变为805 MHz。本文概述了直线加速器射频系统。概述包括高功率RF组件、HV转换器/调制器和RF控制的描述和配置。将讨论RF系统中的问题和权衡，特别是关于脉冲超导腔的使用。
2000-08-15 physics.acc-ph
Error analysis of vertical test for CEPC 650 MHz superconducting radio-frequency cavity
本文针对CEPC 650 MHz超导射频腔垂直测试进行误差分析，通过标量情形下的计算得到Eacc不确定度约3%、Q0不确定度小于5%，验证了测试结果的高精度和可靠性。
2024-06-09 hep-ex physics.acc-ph
Overview of the APT Accelerator Design
APT项目的加速器是一台100 mA CW质子直线加速器，输出能量为1030 MeV。高能射束传输（HEBT）将射束传送到光栅扩展器，光栅扩展器在靶/毯（T/B）组件处提供大的矩形分布。质子束在T/B中产生的散中子与氦-3反应产生氚。APT直线加速器的设计是一个集成的正常传导（NC）/超导（SC）质子直线加速器;机器架构已在其他地方讨论[1]。NC直线加速器由75 keV注入器、6.7 MeV 350 MHz射频四极杆、96 MeV 700 MHz CCDTL和700 MHz CCL组成，输出能量为211 MeV。这是其次是SC直线加速器，采用700 MHz的椭圆铌5细胞腔加速束到最终的能量。SC直线加速器有两个部分，优化为b =0.64和b =0.82的束流速度。每个部分由包含两个，三个或四个5-cell腔的低温模块组成，由1-MW 700-MHz速调管驱动。NC直线加速器中的单线态FODO晶格转变为SC直线加速器中的双线态聚焦晶格，在温暖的模块间空间中具有常规的四极磁体。这种双重晶格在HBT中继续。目前的直线加速器设计的概述。
2000-08-14 physics.acc-ph
The RF-System of the New Gsi High Current Linac Hsithe RF-System of the New Gsi High Current Linac Hsi
新的高电流注入器-直线加速器HSI的RF部分由五个腔组成，新的工作频率为36 MHz，而不是被移除的Wideroe型注入器的27 MHz。计算的腔的功率要求，包括束流负载在三个结构之间的110千瓦的再聚束器和1.75兆瓦的脉冲功率的两个IH腔。电子束的负载最高可达150千瓦，两个漂移管箱最高可达750千瓦。在同步加速器（SIS）的传输线中增加一个36 MHz的去束器将需要120 kW的脉冲功率。我们决定只用两种功率等级的放大器来满足这些要求，即三个2 MW的放大器和六个200 kW脉冲输出功率的放大器。后者也用作2 MW级的驱动器。200 kW放大器由GSI详细指定并在行业中订购。三个2 MW末级放大器由GSI设计、制造和建造。本文概述了完整的射频系统和工作性能的幅度和相位控制与波束负载。它进一步描述了新的2兆瓦放大器的一些特点，如简单的阳极电路，一个非常复杂的插座阴极驱动放大器与阴极直流接地，寄生模式抑制，屏蔽和过滤不允许的RF辐射和操作经验，自1999年10月以来。
2000-08-18 physics.acc-ph
Master Oscillator and Phase Reference Line Design for the PIP-II Linac
本研究针对PIP-II直线加速器的多频段射频需求，设计了基于温度稳定低相位噪声主振荡器的相位平均参考线系统，通过温控模块生成多频段参考、本振及时钟信号，采用级联倍频与同隧道布设方式降低温度相关测量误差。
2025-10-22 physics.acc-ph
Development of a cryocooler conduction-cooled 650 MHz SRF cavity operating at ~10 MV/m cw accelerating gradient
用于粒子加速的SRF腔通常浸没在4.2 K及以下的液氦浴中操作。虽然这种冷却配置对于大型科学加速器装置在实际上和经济上是可行的，但对于用于工业应用（例如废水、污泥、烟道气等的处理）的较小加速器可能不是这样。我们描述了一种在没有液氦的情况下操作SRF腔的方法，这种方法可以用来构造电子束源，用于电子辐照的工业应用（1-10 MeV电子能量）。在这个过程中，一个椭圆形的单电池650 MHz的铌锡涂层铌腔耦合到一个封闭的循环4 K制冷机使用高纯度铝热链接。低温冷却器从腔体传导地提取热量（RF耗散），而不需要腔体周围的液氦。我们目前的结构细节，这种制冷机的传导冷却技术和系统的实验，已经证明了~10 MV/m的cw梯度的腔。通过直接按比例增加腔长和制冷机数量，该技术将为工业应用提供1-10 MeV的完整范围的电子能量。
2021-08-20 physics.acc-ph physics.ins-det
750 MHz radio frequency quadrupole with trapezoidal vanes for carbon ion therapy
高频直线加速器非常适用于碳离子治疗，这要归功于相对于同步加速器的低运行成本和高光束质量，同步加速器是目前唯一可用于该应用的技术。在开发新型碳离子治疗直线加速器的框架内，本文介绍了一种紧凑型梯形叶片750 MHz射频四极（QRF）加速器的设计。本文介绍了一种新的半解析方法来设计螺旋叶片式激光器，并给出了相应的束流动力学特性。该谐振腔分为两个去耦的射频腔，这两个腔都利用了一种新的偶极子失谐技术，通过长度调整。从射频和光束动力学的观点来描述分裂。本文最后与射频设计的完整结构，包括最大表面场和热的研究。
2021-01-01 physics.acc-ph
Experiment Research on Feasibility of In-Situ Plasma Cleaning in Normal-conducting Copper Cavities
清华大学开发了内置线圈的13.56 MHz电感耦合等离子体平台，实验证明“Ar/O + Ar/H方法”能提高铜表面功函数并减少场增强效应，有效缓解场发射，提升加速器稳定性与加速梯度。
2024-10-11 physics.acc-ph physics.plasm-ph
Design of a HOM-Damped 166.6 MHz Compact Quarter-Wave beta=1 Superconducting Cavity for High Energy Photon Source
高能光子源（High Energy Photon Source，HEPS）的主加速器需要具有低射频频率和高次模阻尼（High Order Modes，HOM）的超导腔体。提出了一种紧凑的166.6MHz超导腔，采用四分之一波长β = 1的几何形状。在原理验证腔研制成功的基础上，设计了一个HOM阻尼的166.6 MHz紧凑型超导腔。在束管上安装了铁氧体阻尼器，以将HOM阻抗降低到耦合束团不稳定性的严格阈值以下。由于结构紧凑，对腔体真空密封的射频场加热进行了仔细的研究，以防止NbTi凸缘的淬火。后来用氦容器装饰了腔，调谐机制也得以实现。最终实现了优异的RF和机械性能。最后，设计了双腔串，以确保组件之间的平滑过渡和同步光的适当屏蔽。本文提出了一种用于HEPS的全修饰HOM阻尼低频β = 1超导腔的完整设计。
2021-09-14 physics.acc-ph
High-Power Testing of the APT Power Coupler
对于基线APT（氚加速器生产）直线加速器设计，需要功率耦合器将210 kW的CW RF功率传输到超导腔。这些APT耦合器工作在700 MHz，具有同轴设计和可调节的超导腔耦合。自1999年5月以来，我们一直在室温测试台上测试这种设计的耦合器。我们完成了发射功率和反射功率高达1 MW的测试。我们还测试了耦合器的一部分外导体冷却的液氮。在后一种情况下，我们研究了冷凝气体对耦合器性能的影响。这些测试的结果表明，APT耦合器能够提供超过500千瓦的空腔。我们正在将基线耦合器设计要求提高到420千瓦的传输功率，以利用这一成功的开发。在本文中，我们描述了我们的高功率耦合器的测试结果。
2000-08-15 physics.acc-ph
Proposal and design of 81.25 MHz heavy ion drift tube linacs for BISOL
本文针对BISOL项目设计了四个81.25 MHz连续波DTL腔，采用KONUS动力学方案与CH电磁结构，实现Sn$^{22+}$高效加速且传输效率超95%，误差与多物理场分析验证了设计可行性。
2023-07-27 physics.acc-ph
Design, fabrication and measurement of the first rounded damped detuned accelerator structure (RDDS1)
作为JLC/NLC研究计划的一部分，我们开发了一种新型的优化圆形腔阻尼失谐加速器结构（RDDS）。本文讨论了该系列中第一种结构（RDDS 1）的一些重要研发方面。设计方面包括亚MHz精度的单元设计，HOM失谐，耦合和阻尼技术以及尾场模拟。所涵盖的制造问题是具有微米精度的超精密电池加工、组装和扩散接合技术，以满足书架、直线度和电池旋转对准要求。所描述的测量是单腔和整个加速器部分的RF特性，以及来自SLAC的ASSET测试的尾场。最后，还讨论了未来的改进。
2000-09-06 physics.acc-ph
Multi-frequency Point Supported LLRF Front-end for CiADS Wide-bandwidth Application
中国加速器驱动系统（CiADS）物理设计采用了$162.5 \,\mathrm{MHz}$、$325 \,\mathrm{MHz}$和$650 \,\mathrm{MHz}$三种谐振腔，由相应的射频电源系统驱动，需要射频站的频率转换前端。针对该应用，开发了通用设计前端原型，以评估多频点支持设计的可行性。实现通用设计要求的难点在于合理的器件选型和均衡设计。通过精心挑选的低噪声宽带RF混频器和放大器来平衡多频率支持下变频的性能，特别设计的本振（LO）分配网络来增加相邻通道之间的隔离，以及外部带通滤波器来实现预期的上变频频率，高维护和模块化前端通用设计已经实现。标准参数的结果显示，对于线性度，$R^2$值至少为$-60 \sim 10\,\mathrm{dBm}$范围内的$99.991\%$，对于P1 dB，$R^2$值最高为$18\,\mathrm{dBm}$，对于相邻通道之间的串扰，$R^2$值最高为$89\,\mathrm{dBc}$。相位噪声谱在$0 \sim 1\,\mathrm{MHz}$范围内低于$80\,\mathrm{dBc}$，累积相位噪声为$0.006^\circ$ ;幅度和相位稳定性分别为$0.022\%$和$0.034^\circ$。
2020-11-04 physics.acc-ph physics.ins-det
Preliminary design of continuous wave Low-Level RF systems for S3FEL
Institute of Advanced Light Source Facilities（先进光源设施研究所）；Dalian Institute of Chemical Physics, Chinese Academy of Sciences（中国科学院大连化学物理研究所）
针对S3FEL的连续波低电平射频系统，按加速腔类型分为四类并给出初步设计方案，以确保电子束在加速相位下稳定运行。
2026-09-09 physics.acc-ph physics.ins-det
