N-doped surfaces of superconducting niobium cavities as a disordered composite-addendum
进一步分析了N掺杂超导腔的实验数据，证实了最近提出的解释Q值随加速梯度增加的模型。
2022-07-23 physics.acc-ph
Simple model for the RF field amplitude dependence of the trapped flux sensitivity in superconducting RF cavities
射频超导腔性能的提高，最近激发了相当大的研究工作，以阐明捕获磁通量的表面电阻$R_{s}$的效果。在本文中，我们表明，通过引入一个非线性的钉扎力的Gittleman-Rosenblum方程的RF功率耗散由于在超导体中的捕获磁通量，我们可以经验地描述的线性依赖于RF场的振幅$B_{rf0}$的附加表面电阻$R_{fl}$。我们还表明，RF场的依赖性和独立的条款之间的比例$R_{fl}^{1}$和$R_{fl}^{0}$，和频率依赖性的$R_{fl}^{1}$自然遵循这种方法。
2019-01-08 cond-mat.supr-con physics.acc-ph
Study of NbN as superconducting material for the usage in superconducting radio frequency cavities
本研究利用Supax实验装置，在2.5T强磁场和8.4GHz共振频率下表征了NbN涂层超导腔的行为，发现其表面电阻随磁场增强而增加导致品质因数下降，该特性与先前研究的Nb3Sn腔体相似。
2024-12-19 cond-mat.supr-con hep-ex physics.acc-ph
A model for hot spots and Q-slope in granular Niobium thin film superconducting RF cavities
我们提出了一个模型来解释导致在铌薄膜超导RF腔的内壁热点的形成的功率耗散。我们探讨的物理机制是由于在晶粒界面边界的表面电流流动的收缩。这种收缩产生了额外的电接触电阻，这引起了局部的点状散热。在这些点的温度是派生的，和电接触电阻被证明取决于磁场上的增益接触的大小，其中耗散发生，和其他关键参数，包括有效的伦敦穿透深度和频率。表面电阻和品质因数的确定使用我们的模型，并被证明是在良好的协议与实验数据。
2022-04-07 cond-mat.supr-con physics.acc-ph
Superconducting elliptical cavities
本文简要介绍了椭圆超导腔的发展历史、现状和未来。单元形状优化的原则，多单元结构设计的标准，HOM阻尼方案和其他功能一起讨论的超导结构的各种应用的例子。
2012-01-12 physics.acc-ph
Theoretical estimates of maximum fields in superconducting resonant radio frequency cavities: Stability theory, disorder, and laminates
超导体在平行于其表面的高磁场中的性能的理论限制与当前和未来的加速腔有关键关系，特别是那些由新的更高Tc材料制成的加速腔，如Nb $_3$ Sn、NbN和MgB $_2$。事实上，在所谓的过热场$H_{\mathcal{sh}}$之外，磁通量甚至会自发地穿透一个完美的超导表面并破坏性能。我们提出了直观的参数和简单的估计$H_{\mathcal{sh}}$，并结合我们以前的严格计算，我们总结。我们简要地讨论了实验测量的过热场，比较我们的估计。我们探讨了材料各向异性的影响和成核涡进入无序的危险。我们是否需要控制层状化合物MgB $_2$的表面取向？我们能否从理论上估计，污垢和缺陷是否使这些新材料从根本上比铌更难优化？最后，我们讨论和分析最近的建议，使用薄超导层或层压板，以提高超导腔的性能。通量进入层压板可能会导致所谓的煎饼涡，我们考虑的物理位错运动和潜在的再湮灭或稳定后，这些涡进入。
2016-10-26 cond-mat.supr-con physics.acc-ph
Nb3Sn Superconducting Radiofrequency Cavities: a Maturing Technology for Particle Accelerators and Detectors
Nb3Sn超导射频（SRF）腔具有使用于高能物理（HEP）的粒子加速器以及用于暗物质、引力波和其他量子传感应用的基于RF腔的探测器具有新性能能力的巨大潜力。在HEP之外，Nb3Sn SRF腔也可以使核物理，基础能源科学和工业加速器受益。在Snowmass 2021的这篇文章中，我们概述了Nb3Sn SRF腔的潜力，现状和前景。
2022-03-13 physics.acc-ph
Field-dependent surface resistance for superconducting niobium accelerating cavities -- condensed overview of weak superconducting defect model
本研究提出表面小型弱超导缺陷结合邻近与逾渗效应，可解释超导铌加速腔的多种非恒定Q值现象，并通过Ginzburg-Landau方程验证了该结论。
2023-02-06 physics.acc-ph
Flux pinning characteristics in cylindrical ingot niobium used in superconducting radio frequency cavity fabrication
本文给出了用于超导射频（SRF）谐振腔制造的圆柱形大块大颗粒（LG）和细颗粒（FG）铌样品的直流磁化强度和穿透深度测量结果。表面处理包括电解抛光和低温烘烤，因为它们通常应用于SRF腔。磁化强度数据拟合使用修改的临界状态模型。临界电流密度Jc和钉扎力Fp的计算从磁化数据和它们的温度依赖性和场依赖性。与FG样品相比，LG样品具有较低的临界电流密度和钉扎力密度，这意味着较低的磁通捕获效率。这种效应可以解释LG腔中经常观察到的剩余电阻值低于FG腔。
2012-01-18 cond-mat.supr-con physics.acc-ph
Vortex dynamics and losses due to pinning: Dissipation from trapped magnetic flux in resonant superconducting radio-frequency cavities
本文利用涡旋动力学模型和集体弱钉扎理论研究了脏超导体中由于俘获磁通量引起的剩余耗散。使用简单的估计，近似的分析计算，数值模拟，我们作出预测和比较与实验进行的CERN和康奈尔大学的超导射频NbCu，掺杂Nb和Nb $_3$ Sn谐振腔。我们调用滞后损失起源于一个崎岖的钉扎电位景观来解释的线性行为的剩余电阻的灵敏度被困磁通量的射频场的振幅的函数。我们的计算还预测和描述了从滞后为主的粘性为主的耗散制度的交叉。我们提出了简单的公式描述功率损耗和交叉行为，这可以用来指导材料参数的调整，以优化腔的性能。
2018-10-22 cond-mat.supr-con physics.acc-ph
Comment on Field-dependent surface resistance for superconducting niobium accelerating cavities
首先，这是对我收到的关于标题中提到的论文的批评的回应。第二，目的是要显示的重要作用，小（相比相干长度）弱超导点位于表面时，与邻近和渗流效应。
2021-04-08 physics.acc-ph
Evaluation of predictive correlation between flux expulsion and grain growth for superconducting radio frequency cavities
本文通过金相表征和EBSD-OIM研究高纯铌SRF腔的磁通排出与晶粒生长的关系，发现900°C热处理下磁通排出效率随晶粒尺寸近似线性提高，可用于预测合适的热处理温度。
2023-03-24 cond-mat.supr-con physics.acc-ph
Dissipation by surface states in superconducting RF cavities
最近对超导腔的实验发现，在大的射频（RF）电磁场下，品质因数可以随着场幅度的增加而改善，即所谓的“反Q斜率”。“线性耗散理论在这些极端条件下崩溃，无法解释这种行为。我们数值求解了平行交流磁场中超导体表面的Bogoliubov-de Gennes方程，发现在大磁场下存在准粒子表面态，其能量低于超导能隙的体值.随着场的振荡，这种状态随着每个周期出现和消失。我们认为耗散导致非弹性准粒子声子散射到这些国家和调查的能力，这种机制来解释功能的实验观察，包括场的依赖性的品质因数。我们发现，这种机制可能不是耗散的主要来源，本身不会产生反Q斜率;然而，我们在一个修改后的双流体模型中演示了这些束缚态如何在产生反Q斜率中发挥作用。
2022-09-19 cond-mat.supr-con physics.acc-ph
Multilayer coating for higher accelerating fields in superconducting radio-frequency cavities: a review of theoretical aspects
综述了超导体-绝缘体-超导体（S-I-S）多层结构在超导加速腔中的应用理论。讨论了理论场限、最佳层厚和材料组合以及表面电阻。对S-S双层结构的研究也作了评述。
2016-11-20 physics.acc-ph
Comment on "Strong Meissner screening change in superconducting radio frequency cavities due to mild baking" [Appl. Phys. Lett. 104, 072601 (2014)]
本文评论指出 Romanenko 等人关于温和烘烤改变 Nb SRF 腔迈斯纳屏蔽特性的结论是分析产生的人为假象，其与超导双层结构的相似性纯属偶然。
2023-09-06 cond-mat.supr-con physics.acc-ph
Role of Thermal Resistance on the Performance of Superconducting Radio Frequency Cavities
热稳定性是影响粒子加速器中超导射频腔工作的重要参数。在腔的内表面上耗散的射频功率被传导到冷却腔外表面的氦浴，并且内表面的平衡温度取决于热阻。在这篇手稿中，我们提出的热阻的直接测量结果的1.3 GHz的单电池SRF腔制成的高纯度大颗粒和细颗粒铌，以及它们的射频性能的不同的处理施加到外腔表面，以调查的Kapitza电阻的作用，总的热阻和SRF腔的性能。结果表明，在化学抛光、机械抛光或阳极氧化外腔表面后，热阻对SRF腔性能没有显著影响。在射频测试过程中拍摄的温度图显示，在中等射频场下，表面加热不均匀。使用热反馈模型的Q0（Bp）曲线的计算表明，在2 K和1.8 K时，一对制动项包括在BCS表面电阻的计算与实验数据吻合良好。这些结果表明，局部固有的表面电阻的非线性，而不是纯粹的热效应，是所观察到的Q0（Bp）的场依赖性的主要原因。
2017-01-18 cond-mat.supr-con physics.acc-ph
N-doped surfaces of superconducting niobium cavities as a disordered composite
通过在N2气氛下进行特殊的热处理（N掺杂），可以显著提高超导加速腔的Q因子。费米国家实验室最近的实验研究了Q对RF频率的依赖性，出乎意料地，随着RF场幅度的增加和减少。本文将解释这一发现，通过扩展先前提出的模型建立在两个流体模型的RF损耗，渗流和邻近效应在无序复合材料。
2018-06-06 physics.acc-ph
Understanding Quality Factor Degradation in Superconducting Niobium Cavities at Low Microwave Field Amplitudes
在铌超导射频加速腔中，低场品质因数的降低--所谓的\emph{low field Q slope or LFQS} --是一个长期存在的无法解释的效应。通过将高$Q$测量技术扩展到超低场，我们发现了两个先前未知的效应特征：i）在低于$E_\mathrm{acc} \sim 0.1$ ~MV/m的RF场下的饱和; ii）通过生长较厚的五氧化二铌而增强的强降解。我们的研究结果表明，LFQS可能是由两个层次的系统在天然铌氧化物内腔表面，从而确定了一个新的剩余电阻的来源，并提供指导潜在的非加速器低场应用的SRF腔。
2017-11-22 cond-mat.supr-con physics.acc-ph quant-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
Signatures of Enhanced Superconducting Properties in Niobium Cavities
本研究系统观测到铌超导射频腔略低于临界温度时的反常频率凹陷，结合两种不同工艺腔的交流电导率相干峰测量与理论对比，揭示了极低有限无序条件下的超导性能增强特征。
2025-04-01 cond-mat.supr-con physics.acc-ph quant-ph
Tuning of Multicell Superconducting Accelerating Cavities using Pressurized Balloons
多腔超导加速腔的塑性调谐是粒子加速器腔研制过程中的关键环节。腔体在排列在低温恒温器串中之前，必须满足关于操作模式频率、场平坦度和偏心率的严格要求。在用氦容器装饰裸腔之后，焊接容器防止进入单个腔室，从而不允许任何进一步的局部调谐。目前，除了切割血管然后调整裸腔并将其修整回来之外，没有直接的方法来调整修整的腔，这将显著影响成本和进度。在本文中，我们提出了一种新的调谐技术已经夹套腔，是非侵入性和成本效益。所提出的方案采用加压气球暂时部署在腔体内作为一种手段，以局部化特定细胞中的机械变形。所提出的调谐技术被成功地利用，以恢复一个9细胞的1.3 GHz泰斯拉式腔。
2022-01-26 physics.acc-ph
The transient behavior of superconducting multi-cell accelerating cavities
Thomas Jefferson National Accelerator Facility（托马斯·杰斐逊国家加速器设施）
本文通过多腔腔体的等效电路模型研究其暂态行为，揭示多腔与单腔模型的差异，并分析制造不完美性带来的容差问题。
2026-02-26 physics.acc-ph
Flux expulsion in niobium superconducting radio-frequency cavities of different purity and essential contributions to the flux sensitivity
超导射频腔冷却过程中由于不完全迈斯纳态而导致的磁通量被捕获是射频损耗的重要来源。磁通捕获的灵敏度取决于钉扎涡旋的缺陷和杂质的分布和类型，以及当腔从正常状态转变为超导状态时的冷却动力学。在这里，我们提出的1.3 GHz的椭圆形腔的磁通捕获灵敏度的测量结果，由大颗粒铌不同纯度不同的冷却动力学和表面处理。结果表明，较低的纯度的材料的结果在一个较高的分数的捕获通量和捕获通量灵敏度参数$S$的表面处理的影响显着，但没有太大的变化，在平均自由程$l$。我们讨论了我们的研究结果的概述发表的数据上的依赖性$S(l,f)$的$l$和频率$f$使用的RF损耗的弹性涡流线驱动的情况下，稀疏的强钉扎缺陷和集体钉扎许多弱缺陷的RF电流的理论模型。我们的分析表明，如何多尺度钉扎机制在腔体中可以导致在$S(l)$的最大值类似的FNAL和康奈尔大学的团体观察到的钉扎特性可以从实验数据中提取。这里的主要贡献$S$来自弱钉扎区域的空腔表面，其中耗散振荡沿捕获的涡流垂直于表面传播到体以及超出层的射频屏蔽电流。
2020-02-24 cond-mat.supr-con physics.acc-ph
Superconducting versus normal conducting cavities
高功率强子直线加速器最重要的问题之一是超导或室温运行技术的选择。对特定技术的偏好取决于几个参数，例如束能量、束电流、束功率和占空因数。这一贡献给出了超导和正常的导电腔之间的比较的概述。这包括基本射频（RF）参数、设计标准、限制、所需的RF和插头功率以及案例研究。
2013-03-26 physics.acc-ph
Resonance Frequency Shift Measurements of SRF Cavities at DESY
University of Hamburg（汉堡大学）；Deutsches Elektronen-Synchrotron DESY（德国电子同步加速器）；Johannes Gutenberg University of Mainz（约翰内斯·古腾堡美因茨大学）
研究超导到正常导体转变过程中SRF腔体共振频率和内禀品质因子的变化，探讨材料超导性质，通过改进的测量装置实现频率偏移和品质因子的全面研究。
2026-04-24 cond-mat.supr-con physics.acc-ph
Structural Analysis of Superconducting Accelerator Cavities
通过有限元结构分析，确定了各种工程超导腔体的静态和动态结构性能。详细研究了中子科学项目的b = 0.61腔体形状，发现如果用5毫米厚的材料和单个环形加强件制造，则满足所有设计要求。该600 MHz谐振腔的洛伦兹系数为-1.8 Hz/（Mv/米）2，最低结构谐振频率超过100 Hz。在b = 0.48，0.61和0.77的腔进行了分析，中子科学项目的概念，将纳入7细胞腔。发现中等和高β空腔满足所有标准，但不可能产生b = 0.48且洛伦兹系数小于-3 Hz/（Mv/米）2的空腔。
2000-08-21 physics.acc-ph
Simulations of real-time system identification for superconducting cavities with a recursive least-squares algorithm
本研究模拟了递归最小二乘算法用于超导腔带宽与失谐的实时辨识，基于ESS双 spoke 腔参数，并给出信噪比表达式以评估算法适用性。
2023-11-20 physics.acc-ph
Advances in Nb3Sn superconducting radiofrequency cavities towards first practical accelerator applications
Nb 3Sn是一种很有前途的下一代超导射频腔体材料，在大规模和紧凑型加速器应用中具有巨大的潜力。然而，到目前为止，Nb 3Sn腔仅限于cw加速场<18 MV/m。在本文中，新的结果提出了显着更高的领域，高达24 MV/m的单细胞腔。结果还提出了从有史以来第一个Nb 3Sn涂层的1.3 GHz 9细胞腔，一个全面的示范腔类型用于生产欧洲XFEL和LCLS-II。结果与散热曲线一起提出，以强调使用基于制冷机的冷却系统的工业加速器应用的潜力。研究的腔有一个非典型的闪亮的视觉外观，和显微镜研究的见证样品显示显着降低表面粗糙度和较小的膜厚度相比，典型的Nb 3Sn膜超导腔。增加最大场的可能机制进行了讨论，以及在低相干长度制度的RF超导物理的影响。展望了可持续发展。
2020-08-12 physics.acc-ph
Nitrogen and argon doping of niobium for superconducting radio frequency cavities: a pathway to highly efficient accelerating structures
我们报告了一种表面处理，系统地提高了铌射频腔的品质因数，超过了铌的预期极限。在氮气或氩气的分压下退火和随后的铌腔表面的电抛光的组合导致微波表面电阻的前所未有的低值，并且加速结构的效率提高到3倍，减少了脉冲和连续占空比的超导腔的低温负载。场的表面电阻的依赖性是相反的相比，standardized处理的铌。
2013-06-24 physics.acc-ph
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
High-Field Q-slope Mitigation due to Impurity Profile in Superconducting Radio-Frequency Cavities
在这项研究中，我们提出了新的见解的起源超导射频腔的高场Q斜率。用连续的氢氟酸冲洗来探测射频性能作为低温氮注入制备的两个超导体铌腔的材料去除的函数。研究表明，氮气注入仅影响天然氧化物层下方的前几十纳米。电抛光腔的典型高场Q斜率行为在十几次氢氟酸冲洗后确实完全恢复。作为材料去除的函数的高场Q-斜率的再现通过伦敦的局部描述的超导体中的屏蔽电流建模，返回良好的拟合的实验数据，并建议间隙杂质层的扩散长度的顺序，以几十纳米可以减轻高场Q-斜率。
2020-07-28 physics.acc-ph
Comment on the "Decrease of the surface resistance in superconducting niobium resonator cavities by the microwave field"
在最近的出版物[Appl. Phys. Lett. 104，092601（2014）] Ciovati等人声称：1）在我们的原始工作中忽略了热效应[*]; 2）在氮掺杂腔中$T=2$ K处$Q$的增加高达约$B\sim$ 100 mT，这仅仅是在非掺杂腔中观察到的扩展的低场$Q$斜率，这进一步归因于表面电阻的“BCS”分量的降低。在这里，我们表明，这两种说法都是错误的，Ciovati等人的结论是不正确的。[*] A. Romanenko和A. Grassellino，Appl. Phys. Lett. 102，252603（2013）
2014-05-12 physics.acc-ph
Role of microstructure on flux expulsion of superconducting radio frequency cavities
本文研究了铌微观结构对超导射频腔磁通排出的影响，发现传统退火铌板经800°C热处理后产生双峰微观结构导致磁通捕获，而采用冷加工铌板制造1.3 GHz单腔并结合热处理可显著改善磁通排出性能，证实了微观结构对降低超导腔射频损耗的关键作用。
2024-10-03 cond-mat.supr-con physics.acc-ph
How High a Field Can Be and Has Been Achieved in Superconducting Bulk Niobium Cavities Across Different RRR Values?
本文研究超导铌腔中RRR与最大表面磁场的关系，发现现代腔接近热失控场但低于过热场极限，需结合先进表面处理和热稳定性优化以达到过热场。
2024-10-24 cond-mat.supr-con physics.acc-ph quant-ph
Improved surface treatment of the superconducting TESLA cavities
建议的线性电子-正电子对撞机TESLA是基于1.3 GHz超导铌腔粒子加速。对于500 GeV的质心能量，需要23.4 MV/m的加速场，这通过化学蚀刻的铌表面制备可靠地实现。升级到800 GeV的对撞机需要改进的腔制备技术。在本文中，结果上的单细胞腔，这表明高达40 MV/m的字段是可访问的电解抛光的腔的内表面。
2004-01-27 physics.acc-ph
On superconducting niobium accelerating cavities fired under N2-gas exposure
在各种加速器实验室中积极研究Q值对RF场（Q斜率）的依赖性。虽然已经找到了治疗这种依赖的方法，但其物理原因仍然不清楚。一个相当简单的双流体模型描述的Q-斜率在低和高场域的重点是最近实验确定的改善Q值的所谓的“N-掺杂”。
2015-05-28 physics.acc-ph
First Attempts in Automated Defect Recognition in Superconducting Radio-Frequency Cavities
超导腔的内表面对获得最高的加速场起着至关重要的作用。欧洲X射线自由电子激光（EXFEL）和国际线性对撞机（ILC）HiGrade研究项目的腔体工业制造允许通过标准化程序对不同腔体上的大样本进行这种相互作用的调查。为了进行内表面的系列检测，构建了光学检测机器人OBACHT，并开发了图像处理和分析代码，以分析内表面图像中表示的大量数据。得到了描述腔面的新变量。使用这些变量和图像自动检测缺陷的两种方法已经实施和测试。此外，一个基于决策树的方法分类缺陷自由表面关于其加速性能进行了测试，发现是物理上有效的。
2019-06-18 physics.acc-ph
Real-time system identification of superconducting cavities with a recursive least-squares algorithm: closed-loop operation
本文模拟递归最小二乘算法，在低电平射频控制下实时辨识超导腔的带宽与失谐量，并分析其收敛性和渐近行为。
2023-08-29 physics.acc-ph
Medium-temperature furnace bake of Superconducting Radio-Frequency cavities at IHEP
最近，在250 ℃和500 ℃之间的热处理已被尝试用于改善FNAL和KEK的超导射频腔的品质因数。在IHEP也进行了这种中温（中T）烘烤的实验。首先，在小型炉中对11个1.3GHz单胞腔进行了不同温度的处理。当梯度为16 MV/m时，平均品质因数达到3.6E ~（10）。然后，在一个新的大熔炉中，将中T炉300 ℃烘烤3小时的配方应用于六个1.3GHz的9腔。当梯度为16 MV/m时，平均品质因数达到3.8E ~（10）。
2020-12-09 physics.acc-ph
The Effect of Inhomogeneous Surface Disorder on the Superheating Field of Superconducting RF Cavities
铌超导射频（SRF）腔体表面处理的最新进展导致了Q因子和最大表面场的显著增加。这对确定负责这种性能增强的机制提出了理论挑战。我们报告了非均匀表面无序对过热场（表面磁场）影响的理论结果，在该磁场之上迈斯纳态是全局不稳定的。我们发现，不均匀的无序，如引入注入到表面层的铌SRF腔的氮，可以增加超导体在干净的限制或均匀分布的无序的最大值以上的过热场。均匀无序增加了屏蔽电流的穿透，但也抑制了最大超电流。杂质扩散层形式的不均匀无序通过增加屏蔽电流到具有较大临界电流的较清洁区域的渗透来偏置这种权衡，从而将屏蔽电流的抑制限制在靠近表面的薄脏区域。我们的研究结果表明，杂质扩散层在提高氮处理铌SRF腔的最大加速梯度中起作用。
2018-09-11 cond-mat.supr-con hep-ex physics.acc-ph
Influence of Furnace Baking on Q-E Behavior of Superconducting Accelerating Cavities
超导射频腔的性能取决于铌的表面状态。近年来，人们研究了各种热处理方法以获得前所未有的高品质因数（Q）和高加速场（E）。我们报道了一种新的烘烤工艺，称为炉烘烤的1.3 GHz SRF腔的Q-E行为的影响。炉内烘烤作为腔体表面处理的最后一步进行;腔体在真空炉中加热3 h，然后进行高压冲洗和射频测量。这种方法比以前报道的热处理方法更简单，可能更可靠，因此更容易应用于SRF腔。结果表明，在300 ~ 400 ℃的温度范围内炉烧后，品质因数增大，而在600 ~ 800 ℃的温度范围内炉烧后，高加速场下的品质因数显著减小。我们发现不同加工温度下的表面电阻存在显着差异。
2021-01-28 physics.acc-ph
Eigenmode Simulations of Third Harmonic Superconducting Accelerating Cavities for FLASH and the European XFEL
三次谐波九细胞腔（3.9 GHz）的FLASH和欧洲XFEL进行了研究，使用计算机代码CST微波工作室进行模拟。本文研究了理想腔体中双极、偶极、四极和六极模的能带结构。比较了九胞结构和腔中胞结构的高阶模。计算了这些本征模的R/Q。
2012-06-13 physics.acc-ph
Reply to "Comment on the 'Decrease of the surface resistance in superconducting niobium resonator cavities by the microwave field'"
在最近的评论[arXiv：1405.2978v1（2014）] Romanenko和Grassellino对我们的工作[Appl. Phys. Lett. 104，092601（2014）]，并归咎于我们没有提出的错误观点。在这里，我们表明，Romanenko和Grassellino的主张是基于对我们的信的误解和他们早期工作中不充分的数据分析[*]。[*] A. Romanenko和A. Grassellino，Appl. Phys. Lett. 102，252603（2013）
2014-05-18 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
Design Parameters and Commissioning of Vertical Inserts Used for Testing the XFEL Superconducting Cavities
欧洲XFEL是一个新的研究设施，目前正在德国汉堡地区的DESY建设中。从2015年起，它将产生极强的X射线闪光，供世界各地的研究人员使用。超导XFEL直线加速器由100个加速器模块组成，内部有800多个RF腔。加速器模块、超导磁体和腔体将在加速器模块测试设施（AMTF）中进行测试。本文概述了AMTF大厅两台低温恒温器（XATC）中垂直插入件的设计参数和调试情况。插入件用作4个九室腔的固定器。这使得可以并行地将4个腔冷却到2K，从而减少测试时间。将对每个腔体单独进行以下射频测量（选择作为质量检查）。之后，腔体将再次预热，并将被发送到加速器模块组件。
2013-06-26 hep-ex physics.acc-ph
Measurement of high quality factor superconducting cavities in tesla-scale magnetic fields for dark matter searches
在暗物质搜索使用轴子haloscope，搜索灵敏度取决于质量因素（$Q_0$）的射频腔沉浸在多特斯拉磁场。增加$Q_0$将增加通过感兴趣的参数空间的扫描速率。为粒子加速器开发超导射频腔的研究人员已经开发出在$μ$ T尺度磁场中获得极高$Q_0\sim10^{11}$的方法。在本文中，我们描述了努力开发高Q腔由Nb $_3$ Sn膜使用的技术开发的粒子加速器腔。几何优化，为这一应用进行了探讨，两个腔进行了测试：一个现有的粒子加速器式腔和几何开发和制造用于高领域。在3.9 GHz、6 T、4.2 K下测得了（$5.3\pm0.3$）$\times 10^5$的品质因数.
2022-11-15 physics.acc-ph quant-ph
Development of Fundamental Power Coupler for C-ADS Superconducting Elliptical cavities
5-中国加速器驱动次临界系统中能段的主直线加速器选用了单元椭圆腔。每个腔体由一个基波功率耦合器驱动，提供高达150 kW的RF功率。设计了一种同时满足高功率、10级洁净室要求的单窗口同轴耦合器。本文详细介绍了该耦合器的射频设计、外Q值计算、热分析以及次级碰撞模拟。
2017-03-07 physics.acc-ph
Field, frequency and temperature dependence of the surface resistance of nitrogen diffused niobium superconducting radio frequency cavities
本研究对不同频率的铌超导射频腔开展低温氮扩散处理，观测到Q值上升且加速梯度无衰减的现象，揭示了表面电阻的场、频率、温度依赖规律，并结合准粒子模型对相关机制进行了定性解释。
2024-05-16 cond-mat.supr-con physics.acc-ph
Efficient expulsion of magnetic flux in superconducting RF cavities for high $Q_0$ applications
即使在外部磁场的存在下冷却通过其转变温度，超导体也可以排出几乎所有的外部磁通量。这封信提出了一个实验研究，以确定最强烈的影响冷却过程中在高纯铌磁通捕获的参数。这对于超导射频腔的操作是至关重要的，其中捕获的通量降低了品质因数，因此降低了低温效率。通量驱逐测量上的1.3 GHz的腔制备在各种方式的大调查。结果表明，空间热梯度和高温处理是关键的驱逐外部磁场，而表面处理的影响很小。首次证明了炉内处理可以使空腔从不良的排液行为转变为强排液行为，从而使品质因数得到显著改善。未来的计划，以建立在这一结果，以优化治疗未来的蛀牙。
2016-02-13 physics.acc-ph
Critical Fields of Nb$_3$Sn Prepared for Superconducting Cavities
Nb $_3$ Sn是目前除铌之外最有希望用于未来超导射频腔的材料。在腔测试中，脉冲工作时的临界场超过120 mT，连续工作时的临界场约为80 mT。与从低场表面阻抗测量中提取的伦敦穿透深度得出的较低临界场相比，这是很大的。本文介绍了直接测量的伦敦穿透深度，由此导出了下临界场和过热场。在直流和射频场下测量了第一涡穿透场。结合的结果证实，Nb $_3$ Sn腔确实是操作在一个亚稳态以上的较低的临界场，但目前仅限于一个临界场远低于过热场。
2019-04-16 physics.acc-ph
Study of Beam Diagnostics with Trapped Modes in Third Harmonic Superconducting Cavities at FLASH
通过加速腔的离轴光束在其它高阶模（HOM）中激发偶极模。这些模式具有线性依赖于横向光束偏离腔轴。因此，它们可用于监测腔内的光束位置。FLASH的三次谐波超导腔的第五偶极通带具有捕获在每个腔中的模式，并且不通过相邻的束管传播，而大多数其他腔模式则通过相邻的束管传播。这可以实现在各个腔中的射束位置测量。本文研究了在三次谐波腔组件中使用第五偶极带进行光束准直的可能性。有和没有梁激励的模拟和测量。各种分析方法的使用和比较。观察到HOM信号与光束位置的良好相关性。
2011-09-10 physics.acc-ph
Magnetic Flux Dynamics in Horizontally Cooled Superconducting Cavities
以前的研究磁通量驱逐作为一个功能的冷却细节已经进行了超导铌腔与腔束轴平行放置的氦气冷却流，结果表明，足够的冷却热梯度，所有的磁通量可以驱逐和非常低的剩余电阻可以实现。在本文中，我们调查的磁通捕获和射频表面电阻的影响时，谐振器的位置垂直于氦冷却流，这是代表如何超导射频（SRF）腔在加速器中冷却。我们也将研究延伸到不同方向的外加磁场的共振器周围。结果表明，在空腔的水平配置有不同的影响，最终的表面电阻上的各种字段组件，并有几个参数被认为是了解通量动态。提出了一种新发现的腔顶部磁力线集中导致腔赤道温升的现象。
2015-04-17 physics.acc-ph
Automated Optical Inspection and Image Analysis of Superconducting Radio-Frequency Cavities
超导腔的内表面对实现最高加速场和低损耗起着至关重要的作用。为了对欧洲XFEL和ILC HiGrade研究项目的腔体制造中的100多个腔体的内表面进行调查，构建了光学检测机器人OBACHT。为了分析每个腔多达2325个图像，开发了一个图像处理和分析代码，并获得了描述腔表面的新变量。在分辨率为15.63 $μ\mathrm{m}$的情况下，该编码的精度可达97%，PPV可达99%。光学获得的表面粗糙度与标准轮廓测量方法一致。图像分析算法识别并量化了供应商特定的制造特性，如电子束焊接速度和由于不同化学处理而导致的不同表面粗糙度。此外，相关性的$ρ= -0.93$与$6\,σ$之间获得的表面变量和最大加速场的意义被发现。
2017-04-20 physics.acc-ph
The Superconducting TESLA Cavities
提出的线性电子-正电子对撞机TESLA的概念设计是基于9室的1.3 GHz超导铌腔的加速梯度Eacc >= 25 MV/m的品质因数Q 0> 5E+9。TESLA试验设施（TTF）直线加速器的空腔设计目标被设定为Eacc >= 15 MV/m的更适中的值。在第一系列的27个工业生产的TTF腔中，在Q 0 = 5E+9处测得的平均梯度为20.1 ± 6.2 MV/m，不包括少数具有严重制造或材料缺陷的腔。在24个TTF腔的第二次生产中，引入了额外的质量控制措施，特别是涡流扫描，以消除含有异物的铌板，并严格规定进行电子束焊接。在Q 0 = 5E+9时，这些空腔的平均梯度为25.0 ± 3.2 MV/m，但有一个空腔存在焊接缺陷。因此，仅需适度改进生产和制备技术，即可在足够的安全裕度下实现雄心勃勃的TESLA目标。在本文中，我们提出了一个详细的描述的设计，制造和准备的TESLA测试设备腔及其相关组件和报告腔性能的测试低温恒温器和电子束在TTF直线加速器。正在进行的研究与发展，朝着更高的梯度简要说明。
2000-03-04 physics.acc-ph
