First high power pulsed tests of a dressed 325 MHz superconducting single spoke resonator at Fermilab
在费米实验室（Fermilab，SCTF）的超导射频腔测试装置上，首次对325 MHz，β=0.22的超导单辐谐振器（SSR 1）进行了功率耦合器的测试。在此之前，该腔已经用低功率、高Qext测试耦合器进行了CW测试;首先在费米实验室垂直测试台中作为裸腔，然后在SCTF中完全穿戴。对于此处描述的测试，使用Qext ~ 106的设计输入耦合器。脉冲功率由Toshiba E3740 A 2.5MW速调管提供。
2012-02-17 physics.acc-ph
Measurements of the Beam Longitudinal Properties in the Fermilab Linac
本研究通过BSM、BPM和WS测量Fermilab直线加速器400MeV H$^-$束流纵向参数，结合模拟推导纵向发射度和Courant-Snyder参数。
2025-09-16 physics.acc-ph
First Cobotic-Assisted String Assembly of PIP-II SSR2 Cavities at Fermilab
Fermi National Accelerator Laboratory（费米国家加速器实验室）
本文介绍了费米实验室首次使用协同机器人辅助完成PIP-II SSR2腔体串的组装，通过详细描述组装过程与性能指标，验证了机器人技术在超导腔生产中的可行性，并为可扩展SRF低温模组生产奠定了基础。
2026-09-15 physics.acc-ph
The FNAL Booster 2nd Harmonic RF Cavity
一个二次谐波RF腔，使用垂直偏置石榴石频率调谐目前正在建设中使用的费米实验室助推器。谐振腔将在基频的两倍（约76 - 106 MHz）下工作，并且仅在注入、过渡或提取期间开启。其主要目的是减少费米实验室质子改进计划（PIP）所要求的束流损失。经过三年的优化和研究，腔体设计已经完成，所有组成部分已经收到。我们讨论了腔及其相关系统的设计方面，组件测试，和腔建设的状态。
2018-08-28 physics.acc-ph
Fermilab Cryomodule Test Stand RF Interlock System
一个联锁系统已被设计为费米实验室低温模块测试台（CMTS），一个测试台的低温模块将用于即将到来的直线加速器相干光源2（LCLS-II）项目在SLAC。互锁系统具有8个独立的子系统，每个超导RF腔和固态放大器（SSA）对一个。每个系统监控几个设备，以检测故障条件，如波导中的电弧或SRF系统的淬火。此外，每个系统可以通过定向耦合器监测在腔耦合器处看到的RF功率来检测故障状况。在发生故障的情况下，每个系统都能够（通过快速RF开关）移除放大器的RF信号，并关闭SSA。此外，每个输入信号都可以通过Fermilab设计的数字化板和MVME 5500处理器进行远程查看和记录。
2017-04-28 physics.acc-ph
Testing the DAE LLRF system with a PIP-II SSR2 Cavity
Bhabha Atomic Research Center（巴哈原子研究中心）；Fermi National Accelerator Laboratory (FNAL)（费米国家加速器实验室）
本文介绍印度 DAE 与 Fermilab 联合研制的 PIP-II LLRF 系统，在通过仿真器测试后部署于 325 MHz SSR2 超导腔，在 5 MV/m 梯度下完成 SEL 与 GDR 模式验证。
2025-10-20 physics.acc-ph
Recent Progress of RF Cavity Study at Mucool Test Area
为了开发一种适用于μ子束冷却通道的射频腔，费米实验室建立了一个新的设备，称为Mucool测试区（MTA）。MTA是一个独特的设施，其目的是在各种条件下测试RF腔。有201和805兆赫的高功率源，一个4特斯拉的螺线管磁铁，一个低温系统，包括一个氦液化器，一个防爆装置，以操作气体/液氢，和一个束传输线发送一个强烈的H-束从费米实验室直线加速器到MTA大厅。本文件将讨论MTA最近的活动。
2012-01-27 physics.acc-ph
Test Results of Tesla-Style Cryomodules at Fermilab
最近几个月，费米实验室的第一台特斯拉式低温制冷机（CM-1）完成了调试和运行。CM-1是费米实验室建造的第一个8腔ILC型低温制冷机，也是先进超导测试加速器（ASTA）的第一个加速低温制冷机。我们报告这两个cryomodules的运行结果。
2013-01-31 physics.acc-ph
Superconducting RF cavity R&D for future accelerators
高β超导射频（SRF）椭圆腔正在为几个加速器项目开发，包括X项目，欧洲XFEL和国际直线对撞机（ILC）。费米实验室最近建立了一个广泛的基础设施，为未来的加速器SRF腔的研发，包括腔表面处理和测试和腔组装成低温模块。本文综述了近年来世界各国在SRF腔体研究与开发方面所做的努力，以及费米实验室SRF腔体研究与开发在全球项目背景下的进展。
2009-10-22 hep-ex physics.acc-ph
Investigation of thermal acoustic effects on SRF cavities within CM1 at Fermilab
在费米实验室的超导射频（SRF）加速器试验设施中，低温实验室#1（CM1）的低温调试之后，射频（RF）功率研究正在进行中。这些研究的补充热声效应的表征腔微音表现出明显的嘈杂沸腾的氦涉及汽泡和液体振动。热声测量还考虑了在低频和高频下驱动该现象的压力和温度尖峰。
2016-07-01 physics.acc-ph
Record High-Gradient SRF Beam Acceleration at Fermilab
许多现代和未来的粒子加速器都采用高梯度超导射频（SRF）来产生高能、高强度和高亮度的束流，用于高能物理、核物理和基础能源科学等研究。本文报道了一个大规模SRF系统的记录性能，该系统的平均束流加速梯度符合ILC的31.5MV/m规范。本文介绍了八腔1.3GHz SRF低温制冷机的设计、无束流时的性能以及在Fermilab加速器科学与技术（FAST）装置上用强流电子束调试的结果。我们还简要地讨论了进一步的光束研究和测试的机会，在FAST，包括那些更高的梯度和更有效的SRF加速。
2018-08-09 physics.acc-ph
High Power Test Of A 3.9 GHz 5-cell Deflecting-mode Cavity In A Cryogenic Operation
一个3.9 GHz的偏转模式（π，TM 110）腔长期以来一直用于六维相空间光束操纵测试在A0光注入器实验室（16 MeV）在费米实验室和他们的扩展应用与真空低温模块目前计划在高级超导测试加速器（ASTA）用户设施（> 50 MeV）。尽管成功的测试结果，腔，但是，表现出有限的RF性能在液氮（LN 2）环境操作，是劣于理论预测。通过解析计算和综合系统仿真分析，对设计的腔体进行了全面分析，解决了复杂的热力学和机械应力问题。重新组装的低温恒温器目前正在费米实验室A0光束线上用50千瓦速调管进行测试，这将成为建模分析的基准。测试结果将用于设计真空低温模块的3.9 GHz偏转模腔，将在ASTA设施的光束诊断和相空间控制。
2014-09-18 physics.acc-ph
Fermilab experience of post-annealing losses in SRF niobium cavities due to furnace contamination and the ways to its mitigation: a pathway to processing simplification and quality factor improvement
研究了高温处理后高压水冲洗对超导射频（SRF）铌腔的影响。目的是通过消除材料去除步骤后炉处理，同时保持或改善RF性能，提供典型腔体处理序列的成本有效的替代方案。在800- 1000 ℃的温度范围内，对不同条件的起始基底进行了研究：大颗粒和细颗粒，电抛光（EP）和离心桶抛光（CBP）到镜面光洁度。一个有趣的晶粒尺寸上的performance. Cavity结果和样品表征的影响表明，炉污染物导致腔性能差，并找到了一个实用的解决方案，以防止表面污染。无污染腔体的剩余电阻值约为1 nOhm或更低。这些结果导致更经济有效的处理和改进的RF性能，并且与CBP结合，开辟了无酸处理的潜在途径。
2013-05-16 physics.acc-ph
LCLS-II and HE Cryomodule Microphonics at CMTF in Fermilab*
颤噪效应使谐振腔失谐。本研究讨论了16个1.3 GHz的cryomodules，14 LCLS-II和2 LCLS-II HE在CMTF测试的微音。将讨论每个低温振荡器的峰值失谐以及RMS失谐。对于每个低温振荡器，在足够的浸泡时间内获取数据，以防止可能在失谐中出现的任何热化效应。每次数据采集时间为30分钟或更长，采样频率为1 kHz。
2022-08-12 physics.acc-ph
Fabrication experience of the pre-production PIP-II SSR2 cavities at Fermilab
质子改进计划II（PIP-II，[1]）直线加速器将包括35个2型单辐谐振器（SSR 2）。总共将采购8个预生产SSR 2夹套腔体，并将5个安装在第一个预生产冷冻机中。夹套腔的机械设计已经完成，它将在本文中提出的制造和加工经验。将说明设计阶段接口、质量控制和采购方面的重要性以及制造过程中的经验教训。此外，开发研究将与其他设计验证测试一起提交。
2022-09-06 physics.acc-ph
Status and specifications of a Project X front-end accelerator test facility at Fermilab
本文介绍了X计划加速器试验装置的建设和运行情况。该设施的目的是用于受益于波束测试的项目X组件开发活动以及需要325 MHz或650 MHz RF功率的任何开发活动。它目前包括一个H-束线，一个325兆赫超导腔测试设施，一个325兆赫（脉冲）射频电源，和一个650兆赫（CW）射频电源。本文还讨论了一些具体的项目X组件，将在设施进行测试。
2012-08-16 physics.acc-ph
Vibrational measurement for commissioning SRF Accelerator Test Facility at Fermilab
费米实验室的超导射频（SRF）加速器测试设施正在调试两个低温组件。该设施的研究支持下一代高强度直线加速器，如国际直线对撞机（ILC），新的高强度注入器（X项目）和其他未来的机器。这些组件，Cryomopolymer#1（CM1）和捕获腔II（CC2），其中包含1.3 GHz的腔串联连接在光束线和通过低温管道。关于地面运动、技术和文化噪声的特性的研究仍在继续。基础和关键梁线组件之间的机械传递函数已被测量和整体系统位移的特点。考虑了低温、真空系统和其他公用设施初始运行时的基线运动测量。
2012-08-09 physics.acc-ph
Static Magnetization Properties Of AL800 Garnet Material
二次谐波可调谐射频腔正在为费米实验室的助推器。该器件采用垂直偏置的石榴石材料进行频率调谐，保证了在注入、过渡和提取阶段减少粒子束损失。所需的调谐范围比以前构建和测试的可调谐RF器件要宽得多。结果，石榴石中的磁场在频率范围的低端相当接近旋磁共振线。所选择的腔体调谐器设计理念无法确保石榴石材料中的均匀磁场;因此，了解材料的静磁特性非常重要，以避免局部RF损耗功率密度显着增加。本报告总结了费米实验室进行的研究，以了解用于构建谐振腔调谐器的AL 800石榴石材料的磁特性变化。
2017-09-20 physics.acc-ph
Continued Monitoring of the Conditioning of the Fermilab Linac 805 MHz Cavities
我们以前曾报道过费米实验室直线加速器中高梯度加速腔的调节。自1994年以来，已记录了火花率的自动测量，并在此报告。火花率从一开始就下降了，但有迹象表明，这一比率现在可能已经趋于平稳。空洞发出的X射线继续减少。
2000-08-18 physics.acc-ph
Measurements of SCRF cavity dynamic heat load in horizontal test system
费米实验室的水平测试系统（HTS）目前正在测试完全组装的、修整过的超导射频（SCRF）腔。这些空腔在1.8K的超流氦浴中冷却。从腔体耗散的RF功率是低温系统上的动态热负荷。从这些空腔进入氦气的热通量的大小也是理解空腔性能的重要变量。介绍了测量动态热负荷的方法和硬件。结果从几个腔测试和测试精度进行了讨论。
2012-07-05 physics.acc-ph
Feasibility study of channeling acceleration experiment at the Fermilab ASTA facility
晶体沟道技术为加速器领域提供了各种机会，并为能源前沿的未来HEP对撞机提供了高梯度（TV/m）加速的可行性。沟道加速的主要挑战是，最终的加速梯度可能需要高功率驱动器在硬X射线制度（~ 40 keV），超过那些可想象的X射线到今天，虽然X射线激光可以有效地激发固体等离子体和加速晶体通道内的粒子。此外，在如此高的外部激发场下，只有一次性晶体加速器是可能的，该外部激发场将超过破坏原子结构的电离阈值，因此加速将仅在晶格完全解离之前的短时间内发生。碳基纳米结构以其广泛的柔韧性和优越的物理强度具有巨大的潜力，可以应用于沟道加速。本文介绍了束流驱动沟道加速的概念与碳纳米管和讨论可行的实验与先进的超导测试区（ASTA）在费米实验室和超越。
2015-02-06 physics.acc-ph
Shielding Studies for Superconducting RF Cavities at Fermilab
本文介绍了一种半经验方法，它使我们能够预测超导射频腔中产生的场发射强度。用FISHPACT程序计算了产生的辐射的空间、角和能量分布。蒙特卡罗程序MARS 15用于模拟物质中的辐射输运。在费米实验室垂直测试设备的ILC型腔加速梯度高达35 MV/m的剂量率测量的比较，以及。
2012-02-07 physics.acc-ph
Tests Of The Extended Range SRF Cavity Tuners For The LCLS-II-HE Project*
LCLS-II HE超导直线加速器通过同时支撑多条波荡器线，可以产生多能束流。这可以通过在离频失谐模式下使用腔SRF调谐器来实现。在费米实验室的验证低温恒温器（vCM）和CM 1中，在2 K下对这种离频操作方法进行了测试。在这两种情况下，调谐器实现了-565 $\pm$ 80 kHz的频移。本研究将讨论腔频率在每一个步骤，因为它是组装在低温制冷剂串，最后当它被测试在2 K。跟踪谐振腔频率有助于使调谐器达到这种大的频移。将介绍装配过程中调谐器设置的具体步骤。
2022-08-12 physics.acc-ph
A vector control and data acquisition system for the multicavity LLRF system for cryomodule1 at Fermilab
ILCTA的8腔低温模块1的LLRF控制和数据采集系统已在VXI主机中使用三个33通道ADC板实现。每个卡专用于腔探头，用于矢量控制、正向功率和反向功率测量。该系统可扩展到24个腔或更多，其中低温模块2和3的调试无需额外的硬件。腔体的信号处理和矢量控制在FPGA和高速数据采集系统中实现，该系统具有多达100个通道，将数据存储在外部SDRAM存储器中。系统支持脉冲和CW模式，脉冲频率为5 Hz。采集的数据在脉冲之间传输到辅助系统，例如通过VXI slot0控制器的压电控制器。对矢量控制系统的性能进行了评价，并介绍了系统的设计。
2012-07-20 physics.acc-ph physics.ins-det
Magnetic measurements of Fermilab rapid-cycling Booster gradient magnets
Fermilab 升级 Booster 同步加速器以支持 PIP-II 计划，通过开发 PCB 弯曲平面线圈探头，对 15 Hz 和 20 Hz 运行下的组合功能梯度磁铁进行了高分辨率磁测量，确保新运行机制下的性能与兼容性。
2025-09-16 physics.acc-ph
New Method to Improve the Accelerating Gradient of Superconducting Cavity
失超是超导腔中的一种常见现象，它限制了腔的加速梯度。通过二次声音检测可以准确定位失超部位。对于多腔超导腔，一个缺陷可能导致有缺陷的腔失超，进而导致整个腔失超。本文提出了一种新的方法来消除失超单元对整个腔体的不利影响。
2013-08-16 physics.acc-ph
TeV/m Nano-Accelerator: Investigation on Feasibility of CNT-Channeling Acceleration at Fermilab
高梯度加速和高功率束的严格相空间控制的发展是未来轻子和强子对撞机的关键因素，因为对更高能量和光度的日益增长的需求显着提高了现代HEP设施的成本。已知晶体中的原子通道由10 - 100 V/m的势垒组成，所述势垒能够引导和准直高能束，提供具有非常高梯度（TeV/m）的连续聚焦加速度。然而，天然晶体中的通道只有埃大小，并且在物理上容易受到高能相互作用的影响，这阻碍了晶体应用于高功率加速器。碳基纳米晶体如碳纳米管（CNTs）和石墨烯具有很大的尺寸柔性和热机械强度，可用于微波束的沟道加速。合成晶体的纳米通道可以接受比天然晶体大几个数量级的相空间体积的通道颗粒，具有高得多的热耐受性。本文介绍了费米实验室先进超导试验加速器（ASTA）的CNT沟道加速研究的现状。
2015-04-01 physics.acc-ph
LLRF System Analysis for the Fermilab PIP-II Superconducting LINAC
Fermi National Accelerator Laboratory (FNAL)（费米国家加速器实验室）；Lawrence Berkeley National Laboratory (LBNL)（劳伦斯伯克利国家实验室）
本文分析费米实验室PIP-II超导直线加速器LLRF系统架构，评估其反馈增益极限，确保满足125个腔体的场幅与相位调节要求。
2025-10-27 physics.acc-ph
Recent Improvements in the Beam Capture at Fermilab Booster for High Intensity Operation
Fermilab Booster使用多圈束注入，其所有腔都被定相，使得即使每个站处于相同的最大电压，束也看到净零RF电压。在束流捕获过程中，利用其倒相系统缓慢地增加射频电压。在捕获结束时，为光束加速打开反馈。对于目前的操作以及在PIP-II时代，HLRF和LLRF系统都提供适当的预期相位和RF电压以保持从注入到提取的纵向发射度是至关重要的。在本文中，我们描述了腔相位分布的原始架构，我们最近的基于波束的RF相位测量，观察到腔和校正工作之间的相对相位的显着偏差。文中还介绍了对强流束改进捕获的结果。
2021-10-19 physics.acc-ph
Proton Dynamics Scenarios in the Integrable Optics Test Accelerator (IOTA) at Fermilab
Fermi National Accelerator Laboratory（费米国家加速器实验室）
本文研究IOTA中2.5 MeV质子束在两种裸露晶格配置下的参数和动态，探讨非线性可积光学和电子冷却的应用，分析束流强度对横向发散率增长的影响。
2026-04-02 physics.acc-ph
Preservation of the High Quality Factor and Accelerating Gradient of Nb3Sn-coated Cavity During Pair Assembly
针对Nb3Sn镀膜腔成对组装后超导性能退化的问题，研究团队分别在两个实验室制备镀膜腔并优化组装工艺，实现了组装后腔体最高梯度超80mT，验证了组装过程中高品质因数与加速梯度的可保持性。
2023-07-17 physics.acc-ph
Latest Results on Cavity Gradient and Input RF Stability at FLASH/TTF Facility
DESY的FLASH L波段（1.3 GHz）超导加速器设施有一个低电平RF（LLRF）系统，类似于ILC的设想。该系统具有广泛的监测能力，用于收集与ILC有关的性能数据。最近，记录了三个8腔低温模块在射束开启和关闭时的波形数据，以评估输入RF和腔梯度稳定性，并研究在800μ \s脉冲期间实现恒定梯度所需的RF开销。在本文中，我们提出了最近的实验结果，并讨论了脉冲到脉冲的输入射频和腔梯度的稳定性的光束开和关的情况下。此外，将描述在射束关闭情况下观察到的梯度变化的模型。
2010-05-27 physics.acc-ph
Studies of the superconducting traveling wave cavity for high gradient LINAC
使用每个单元具有小相位提前的行波（TW）加速结构而不是驻波可以提供超导直线加速器中加速梯度的显著增加。在相同的表面电场和磁场条件下，TW段的加速梯度比TESLA形驻波腔的加速梯度大1.2-1.4。最近的L波段单细胞腔与波导反馈的测试表明，在一个单一的细胞ILC型腔从同一制造商的梯度相媲美的加速梯度。本文介绍了下一阶段的3单元TW谐振环的发展，将在行波制度进行测试。主要的模拟结果的微音和洛伦兹力失谐（LFD）也被认为是。
2015-02-06 physics.acc-ph
High-gradient SRF Cavity with Minimized Surface E.M. Fields and Superior Bandwidth for the ILC
结果提出了一种替代腔的ILC基线设计的TESLA式SRF主加速直线加速器。与基线设计和一些当前的高梯度设计相比，这种重新优化的形状增强了加速模式的带宽，并且具有减小的表面电场和磁场。详细模拟了电磁场场的新的低表面场（NLSF）腔，包括端细胞和耦合器的设计，报告。文中还讨论了偶极模的重分布。
2009-10-07 physics.acc-ph
Hom and FP Coupler Design for the NLSF High Gradient SC Cavity
介绍了一种新型低表面场（NLSF）腔的高次模（HOM）和基波功率（FP）耦合器的设计。在这里，我们提出了一项研究，使用ILC基线耦合器。采用Balleyguier方法计算外部品质因数，并使用Microwave Studio和HFSS验证结果。
2011-10-06 physics.acc-ph
High Gradient Superconducting Cavity with Low Surface EM Fields and Well-Suppressed HOMS for the ILC
我们提出了一个优化的几何形状为1.3 GHz的超导腔，其中的表面电磁场已被最小化和基模的带宽已被最大化。我们把这种设计称为新的低表面场（NLSF）腔。早期的工作集中在基本模式的属性。在这里，我们还研究了高阶模式（HOM），阻尼它们的手段，以及短距离尾流场。一个两波段的电路模型，以促进腔HOMs的快速表征。
2010-06-01 physics.acc-ph
Study of high pressure gas filled RF cavities for muon collider
μ子对撞机是下一代高能轻子对撞机的重要候选者。在多特斯拉磁体中操作RF腔是μ子加速器和冷却通道中的关键要求。然而，真空RF腔中的最大RF梯度受到外部磁场的强烈限制。由于在强磁场中能产生高的射频加速梯度，同时又能进行电离冷却，因此有人提出了用浓氢气体填充射频腔的方案。腔的关键问题是消耗相当大量的RF功率的束诱导等离子体。在费米实验室用强质子束测量了由束流诱导等离子体引起的射频负载。通过在致密氢中掺杂电负性气体，等离子体负载效应显著减轻。结果表明，该腔在μ子对撞机束流作用下是可行的。本报告介绍了最近的进展情况。
2015-02-06 physics.acc-ph
Nitrogen-Doped 9-Cell Cavity Performance in a Test Cryomodule for LCLS-II
LCLS-II的超导RF直线加速器要求1.3 GHz的9室腔，在2 K和16 MV/m加速梯度下的平均本征品质因数Q 0为2.7 × 10^10。在费米实验室用氮掺杂制备的两个铌9电池腔被组装到康奈尔水平测试低温恒温器（HTC）中，以测试与完整的LCLS-II低温恒温器非常相似的低温恒温器中的腔性能。腔符合LCLS-II规范，平均失超场为17 MV/m，平均Q 0为3x10^10。在快速冷却过程中，腔体的剩余电阻对环境磁场的灵敏度被确定为0.5 nOhm/mG。在两个冷却，加热器连接到一个腔束管被用来诱导大的水平温度梯度。在这里，我们报告的结果，这些第一次测试的氮掺杂腔在cryomoplastics，这提供了关键信息的LCLS-II项目。
2014-11-13 physics.acc-ph
Status Report on Multi-Cell Superconducting Cavity Development for Medium-Velocity Beams
我们研制了三个六腔超导加速腔，加速范围为0.40 ~ 0.53倍光速。第一个原型腔的品质因数（Q）在加速梯度高达11 MV/m时高于1 E10。达到的最高梯度约为16 MV/m;在最大梯度下，Q约为3E 9。
2003-11-20 physics.acc-ph
Investigating of Spherical Composite Accelerating Cavity for High Gradient Linacs
在传统的加速结构中，加速场的最大幅度受到电子击穿和导电壁中焦耳热损失的限制。本文提出了一种谐振复合加速腔，它利用了一个周期性结构，在一个球形导体腔的中心放置一个介质球。在谐振腔的中心部分中的电介质球的存在将磁场最大值从靠近金属壁的区域转移到电介质表面，这大大降低了壁中的趋肤效应损耗。利用现有的超低损耗蓝宝石晶体管，通过MATLAB进行理论分析和数值计算，并进一步利用CST进行仿真计算进行比较。结果表明，在金属壁的所有场分量要么是零或非常小，因此可以预期的腔是不太容易发生电击穿比传统的腔。此外，品质因数Q可以比现有圆柱形腔中获得的品质因数高三个数量级。
2015-08-28 physics.acc-ph
High gradients at SRF photoinjector cavities with low RRR copper cathode plug screwed to the cavity back wall
本研究首次实验证实后壁拧接铜阴极塞的L波段SRF光电注入器腔可实现约55 MV/m及以上轴上峰值场梯度，为连续波高梯度光电注入器研发奠定重要基础。
2023-10-04 physics.acc-ph
Achievement of Ultra-High Quality Factor in Prototype Cryomodule for LCLS-II
品质因数是目前正在建设的LCLS-II X射线自由电子激光等高能连续波（CW）SRF直线加速器的主要成本驱动因素。考虑到这一点，LCLS-II低温恒温器的设计中引入了多项创新，大大超越了之前在运行中达到的最先进的品质因数。这包括首次实施氮掺杂腔处理、提供高质量流冷却以改善基于最新研发的磁通量排出的能力、高性能磁屏蔽和其他关键子组件。为了评估这些新的冷冻模块功能的实现，生产了两个原型冷冻模块。在本文中，我们提出的结果，从原型cryomoplastics组装在费米实验室，实现了前所未有的腔品质因数的3.0e10在标称cryomoplastics电压。我们概述了腔的性能，程序，以实现环境磁场< 5 mG的腔壁，并成功地证明了高质量流冷却在低温恒温器。在各种冷却条件下的腔性能，以及显示通量驱逐Q 0的影响。
2019-01-08 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
Experiments On A Conduction Cooled Superconducting Radio Frequency Cavity With Field Emission Cathode
为了实现安培级电子束加速器，脉冲输送速率需要比几千赫兹量级的典型光注入器重复速率高得多。在这里，我们提出了一个注入器，它可以在原则上，产生电子束在相同的速率作为工作的RF频率。工作在CW模式并在其高轴向电场区域容纳场发射元件的传导冷却超导射频（SRF）腔可以是产生高重复率电子聚束的可行方法。在本文中，我们报告的发展和实验的传导冷却铌锡腔与铌杆打算作为场发射体的支持。初始实验表明平均加速梯度为0.4 MV/m，相当于峰值梯度3.2 MV/m。测得的RF腔品质因数为1.4 x 108，略高于我们的目标。所实现的场梯度受到相对低的输入RF功率以及外部电源与RF腔之间的不良耦合的限制。在理想耦合的情况下，场梯度可以高达0.6 MV/m，仍然低于我们的目标约1 MV/m。
2022-09-12 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
Simulation of beam-induced plasma in gas-filled rf cavities
利用先进的数值模拟方法研究了充有高压气体的射频腔与质子束相互作用过程。模拟支持费米实验室Mucool测试区（MTA）中充满氢气的射频腔的实验计划，以及对μ子冷却装置设计的更广泛研究。SPACE是一个具有原子物理学支持的三维电磁粒子模拟程序。研究了射频腔中的等离子体动力学，包括质子束电离中性气体的过程，射频腔的等离子体负载，以及等离子体中的原子过程，如电子-离子和离子-离子复合以及电子与掺杂剂分子的结合。通过与MTA中的实验进行比较，模拟量化了等离子体特性的几个不确定值，例如有效复合率和电子与掺杂剂分子的附着时间。模拟等离子体负载和相关过程的实验取得了很好的协议。经过实验验证的代码SPACE能够预测模拟μ子冷却装置。
2018-03-23 physics.acc-ph
Performance of PIP-II High-beta 650 Cryomodule After Transatlantic Shipping
本文报告了 PIP-II HB650 低温模组跨大西洋往返运输后进行的 2K 射频测试结果，验证了调谐器、耦合、低温系统及腔体性能未受运输影响。
2024-09-03 physics.acc-ph
Healing Gradient Degradation in Nb3Sn SRF Cavities Using a Recoating Method
针对 Nb3Sn SRF 腔因机械应力导致的性能退化问题，提出单步气相扩散再涂覆 Sn 的方法，可显著恢复腔体已损失的性能。
2024-04-30 physics.acc-ph
Cathodes and Shape Modification of Cavity for DESY Superconducting Photoinjector
本文报告了DESY L波段超导光阴极注入器腔体的阴极方案与形状改进，通过优化腔体几何结构以降低阴极开口附近电场，从而提升高梯度运行性能。
2025-07-02 physics.acc-ph
Development and Performance of RFD Crab Cavity Prototypes for HL-LHC AUP
本文介绍美国 HL-LHC AUP 中 RFD 蟹形腔原型的设计修订、工业制造、化学与热处理、HOM 阻尼器及低温测试性能。
2023-07-11 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
First demonstration of a cryocooler conduction cooled superconducting radiofrequency cavity operating at practical cw accelerating gradients
我们展示了实际的加速梯度超导射频（SRF）加速器腔与制冷机传导冷却，冷却技术，不涉及传统的液氦浴的复杂性。首先提出了一种能够传导冷却椭圆单元SRF腔的设计。实现这种设计，一个单一的细胞650 MHz的Nb 3Sn腔耦合使用高纯度铝热链接到4 K的脉冲管制冷机产生加速梯度高达6.6 MV/m，在100%的占空比。实验是在一个简单的真空容器中进行的，完全没有循环液体制冷剂的腔室制冷机组件。我们预计，这种低温冷却技术将使SRF技术访问感兴趣的加速器研究人员谁缺乏访问全栈氦低温系统。此外，该技术可以导致基于SRF的紧凑型高平均功率电子束源，用于环境保护和工业应用。这种SRF紧凑型加速器的概念。
2020-07-08 physics.acc-ph physics.ins-det
Three-cell traveling wave superconducting test structure
使用每个单元具有小相位超前的超导行波加速（STWA）结构而不是驻波结构可以提供ILC直线加速器中加速梯度的显著增加。对于相同的表面电场和磁场，STWA实现了比TESLA类驻波腔大1.2的加速梯度。STWA还允许更长的加速腔，减少它们之间的间隙数量。然而，STWA结构需要SC反馈波导来将几百MW的循环RF功率从结构输出返回到结构输入。设计、制造并成功测试了具有反馈的测试单细胞腔，证明了适当处理以实现高加速梯度的可能性。这些结果为下一步的行波SC腔的发展开辟了道路：构建和测试具有反馈波导的行波三腔室腔。讨论了单腔实验的最新结果以及三腔TW实验腔的设计。
2012-03-07 physics.acc-ph
Field-dependent surface resistance of a superconducting RF cavity caused by surface impurity
由于表面电阻随场的变化而引起的Q斜率问题一直困扰着人们。本文将谐振腔的Q斜率与表面处理联系起来，提出了一个表面杂质模型来解释谐振腔表面电阻随场的变化。十八个空腔测试结果进行了分析，以检查模型。这些腔体通过不同的配方进行处理：氮掺杂; BCP和HF冲洗;具有120°C烘烤的EP;以及没有120°C烘烤的EP。这些空腔的性能通常由空腔品质因数与加速梯度或表面磁场曲线（Q 0与Eacc或Q 0与B）的关系表示，包括所有类型的Q斜率，例如低场Q斜率、中场Q斜率和反Q斜率。数据拟合相当成功;拟合结果将显示出来。该模型可用于评价表面处理的有效性。最后讨论了高Q值高梯度SRF腔的制作方法。
2015-08-17 physics.acc-ph
