Instrumentation for the Study of Low Emittance Tuning and Beam Dynamics at CESR
康奈尔正负电子储存环（CESR）由高能物理正负电子对撞机改造而成，作为康奈尔高能同步加速器光源（CHESS）的专用同步加速器光源，并作为测试加速器进行加速器物理研究，能够研究与未来阻尼环，对撞机和光源相关的主题。作为测试加速器的CESR（CesrTA）在这种模式下的储存环操作的初始阶段的一些特定主题包括：1）产生低发射度束的调谐技术，2）储存环中电子云发展的研究和3）束内散射效应。CESR完全转换为CesrTA发生在几年的时间内，在其他地方描述。除了为CesrTA创建的储存环仪器外，还对现有仪器进行了修改，以促进整个调查范围，以支持这些研究。制定了程序，往往需要不同仪器之间的协调测量。本文介绍了用于研究CesrTA操作过程中的束流动力学的仪器。本文对这些文书的处理仍将是相当一般性的，因为它侧重于对文书本身的概述。它们在观测序列中的相互作用和相互关系可在描述相关测量技术的配套文件中找到。一些仪器的更详细的描述和详细的操作性能可以在其他地方找到，这些将在本文的相关章节中引用。
2017-11-14 physics.acc-ph
The Conversion of CESR to Operate as the Test Accelerator, CesrTA, Part 4: Superconducting Wiggler Diagnostics
康奈尔大学的电子/正电子储存环（CESR）在2008年5月开始的一系列加速器关闭过程中进行了修改，这大大提高了其粒子加速器的研发能力。CESR的能量跨度从1.8到5.6 GeV，电子和正电子都有，这使得它适合于研究与当前光源和未来轻子阻尼环有关的各种加速器物理问题和仪器。此外，其中一些也与质子加速器的束流物理有关。本文是四篇文章中的最后一篇，介绍了超导摇摆器的真空系统改造，以适应研究摇摆器内电子云（EC）行为的诊断仪器。早期的论文提供了一个概述的加速器物理程序，一般修改CESR，必要的转换CESR的测试加速器，CesrTA，增强研究低发射度调谐方法，EC效应，束内散射，快离子不稳定性，以及一般改进束仪器的真空系统的修改。虽然CesrTA最初的研究集中在与国际直线对撞机阻尼环设计有关的问题上，但CESR是一个非常通用的储存环，能够研究广泛的加速器物理和仪器问题。
2016-10-18 physics.acc-ph
CESR Test Accelerator
康奈尔电子储存环（CESR）于2008年被重新配置为测试加速器，以研究超低发射度阻尼环的物理学。在大约40天/年可用于专用操作作为一个测试加速器，专门的仪器被用来测量的增长和缓解的电子云，发射度增长由于电子云，束内散射，和离子，和单个和多聚束不稳定性产生的集体效应。CESR引导场光学的灵活性和加速器建模代码与控制系统的集成使得实验范围非常广泛。CesrTA关于电子云效应、发射度调谐技术和用于测量电子云、射束尺寸和射束位置的射束仪器的研究结果是ILC阻尼环设计的基础，如ILC技术设计报告所述。该计划使康奈尔大学集团能够培养出对最终工程设计和线性对撞机阻尼环调试至关重要的人才和专业知识。
2013-08-10 physics.acc-ph
Orbit and Optics Improvement by Evaluating the Nonlinear BPM Response in CESR
我们提出了一种改进的系统，利用BPM拾取响应的非线性模型的轨道和感应加速器相位测量。我们首先描述的BPM拾取信号的计算作为非线性函数的光束位置使用格林互易定理与二维形式主义。然后，我们描述了这些计算在我们的束位置测量中通过反转的非线性函数，给我们的光束位置作为拾取信号的函数，以及如何这也被用来提高我们的测量的感应加速器相位提前。测量比较这个系统与线性化的皮卡响应历史上使用的CESR。
2004-06-28 physics.acc-ph
A Method for Measuring Emittance in $e^+ e^-$ Colliding Beams
我们已经开发的技术，允许同时测量的空间尺寸的发光碰撞光束区域和角扩展的光束在碰撞中使用e+e-> mu+mu-事件。这些都证明了在CLEO相互作用点的康奈尔电子-正电子储存环，CESR，利用小和充分理解的分辨率的CLEO跟踪系统。然后，这些测量值用于提取水平β、水平发射度和垂直发射度，并在CESR处搜索动态效应。
2002-12-05 hep-ex physics.acc-ph
Design and performance of coded aperture optical elements for the CESR-TA x-ray beam size monitor
描述了CESR-TA储存环X射线束流尺寸监测器（xBSM）的光学元件的设计和性能。xBSM是一种测量$e^+$和$e^-$束流尺寸的装置。该装置可以在$\sim2-5~$ GeV的$e^\pm$束流能量下逐圈、逐束测量$10-100~μ$ m的垂直束流尺寸。由硬弯磁铁产生的X射线通过单缝或多缝（编码孔径）光学元件到达探测器。编码孔径狭缝图案和形成该图案的掩模材料的厚度都可以被调谐以获得最佳分辨率。我们描述了几个这样的光学元件，并显示如何以及简单的模型跟踪测量性能的预测。
2014-08-14 physics.acc-ph physics.ins-det
Novel Method of Measuring Electron Positron Colliding Beam Parameters
通过同时测量束流的横向尺寸随纵向位置的变化和亮度的纵向分布，我们能够测量碰撞点的垂直包络函数（$β_y^\ast$）、垂直发射度和束团长度。由于CESR的显著"沙漏“效应和CLEO探测器出色的跟踪分辨率，这种测量是可能的。
2000-11-30 hep-ex physics.acc-ph physics.ins-det
Report on Instrumentation and Methods for In-Situ Measurements of the Secondary Electron Yield in an Accelerator Environment
粒子加速器可实现的射束电流和射束质量可能受到真空室中电子云（EC）的积聚的限制。来自真空室壁的次级电子发射可有助于电子云的生长。为配合康奈尔电子储存环（CESR）试验加速器计划（CesrTA）的电子束研究，研制了一套在CESR真空室中原位测量样品次级电子产额（SEY）的装置。CesrTA原位系统自2010年开始运行，允许SEY测量作为暴露于加速器环境的样品上的入射电子能量和角度的函数，通常为5.3 GeV的反向旋转电子束和正电子束。该系统设计用于定期测量，以观察SEY的光束调节，区分暴露于来自同步辐射的直接光子与散射光子和云电子。SEY腔室可以与CESR束管隔离，使我们能够在不对CESR真空腔室排气的情况下交换样品。到目前为止，测量是在金属表面和EC缓解涂层上进行的。SEY测量计划的目标是改进EC积聚和EC诱导束效应的预测模型。本报告描述了CesrTA原位SEY装置、测量工具和技术以及其中的迭代改进。
2014-12-08 physics.acc-ph physics.ins-det
Operation of the CESR-TA vertical beam size monitor at $E_{\rm b}$=4 GeV
我们描述了操作的CESR-TA垂直束流尺寸监测器（xBSM）与$e^\pm$束与$E_{\rm b}$ =4 GeV。xBSM通过将同步辐射X射线通过光学元件成像到具有50 $μ$ m间距的32个InGaAs光电二极管的检测器阵列上来测量垂直光束尺寸。该设备以前已成功地用于测量垂直束的大小为10-100 $μ$米的一束一束，逐圈的基础上，在$e^\pm$束能量为$\sim$ 2 GeV和源磁场低于2.8千克，其中检测器需要校准的入射x射线的1-5千电子伏。然而，在$E_{\rm b}=4.0$ GeV和$B$ =4.5 kG时，入射同步辐射光谱扩展到$\sim$ 20 keV，需要在该范围内校准探测器响应。描述了这样的校准，然后用于分析在检测器前面用几种不同厚度的滤波器采集的数据。在15-100 $μ$ m范围内，在1-12 keV和6-17 keV能量范围内，测量束流尺寸的相对精度优于4%。一个相同的检测器，但垂直倾斜60 $^\circ$，以增加放大率没有一个较长的光束线的响应，测量和显示，以提高4千电子伏以上的X射线检测，而不影响灵敏度的光束尺寸。我们还调查了操作的编码孔径使用黄金掩蔽支持的合成金刚石。
2015-08-05 physics.acc-ph physics.ins-det
Vertical beam size measurement in the CESR-TA $e^+e^-$ storage ring using x-rays from synchrotron radiation
我们描述了X射线束流尺寸监测器（xBSM）的结构和操作，该装置使用同步辐射测量CESR-TA储存环中的$e^+$和$e^-$束流尺寸。该装置可以在$\sim2~$ GeV的$e^\pm$束能量下逐圈、逐束测量$10-100~μ$ m的垂直束流尺寸。在这样的射束能量下，xBSM将$ε\approx$ 1-10 $~$ keV（$λ\approx 0.1-1$ nm）的X射线成像，所述X射线从硬弯曲磁体通过单缝或多缝（编码孔径）光学元件出现在具有50 $~μ$ m间距的32个InGaAs光电二极管的阵列上。光束线和检测器完全处于真空中，使得单次发射光束尺寸测量低至每束0.1 $~$ mA（$2.5\times10^9$粒子）以下，束间间距低至4 $~$ ns。在$E_{\rm b}=2.1 $ GeV处，对于$\sim12~μ$ m的束流尺寸，达到了$\sim 1~μ$ m的系统精度;预计这将按$\propto 1/σ_{\rm b}$和$\propto 1/E_{\rm b}$的比例缩放。要达到这种精度，需要对探测器、光学元件和X射线束进行全面的对准和校准。从xBSM的数据已被用来提取长时间和短时间尺度上的束振荡的特性，并作出详细的研究，低发射度调谐，束内散射，电子云效应，和多聚束不稳定性。
2014-03-03 physics.acc-ph physics.ins-det
Accelerator Design for the CHESS-U Upgrade
在2018年夏季和秋季，康奈尔高能同步加速器光源（CHESS）正在进行升级，以增加X射线用户的高能通量。升级需要更换康奈尔电子存储环（CESR）的六分之一，反转一半CHESS束线的极性，并切换到单束同轴操作。新的六分仪是由六个双弯消色差（DBA）与组合功能偶极四极。虽然DBA设计被广泛使用和理解，但CESR修改的约束使CHESS-U晶格独特。本文介绍了设计目标，约束条件，并实施CESR加速器升级CHESS-U。
2019-01-31 physics.acc-ph
Measurement of Electron Trapping in the CESR Storage Ring
低能电子的积累已经被证明会影响各种各样的粒子加速器的性能。特别值得关注的是束团通道之间的云的持久性，这可能会对高束流下的操作稳定性造成限制。我们测量了正电子储存环中四极磁铁场中的长寿命电子云，其寿命远大于旋转周期。基于模型，我们估计，在云产生的20束训练的5.3 GeV的正电子与16 ns的间距和$1.3x10^{11}$人口生存时间超过2.3 $μ$ s在四极场的梯度7.4 T/m的电子。我们已经观察到一个非单调的依赖的捕获效果的聚束间距。见证聚束对测量信号的影响为捕获电子的存在提供了直接证据。证人束也被观察到清除云，证明其作为缓解技术的有效性。
2015-03-06 physics.acc-ph
Impact of the new ILC250 beam parameter set on the SiD vertex detector occupancy arising from e$^+$e$^-$ pair background
硅探测器（SiD）是国际直线对撞机（ILC）的探测器概念之一，该对撞机计划在日本建造。自从决定将ILC第一级的质心能量降低到250 GeV以来，许多努力正在进行中，以评估可能的物理方案和探测器背景的变化。研究发现，改变光束参数可以提高亮度，从而进一步增强物理结果。在不利的一面，新的光束参数导致增加的检测器的背景所产生的光束相互作用。模拟研究，这是本说明的主题，重点是增加的背景水平上的SiD顶点检测器的性能的影响。结果表明，顶点检测器占用可以容纳在SiD检测器的设计中，而没有任何性能损失。
2018-01-12 hep-ex physics.acc-ph physics.ins-det
Test Beam and Irradiation Facilities
粒子物理学的进步取决于众多独特的设施和能力，这些设施和能力能够推进探测器技术。除其他外，关键设施包括测试束和辐照设施，使用户能够在实际条件下测试其探测器的性能和寿命。试验束设施对于对撞机和中微子探测器的应用特别重要，而辐照设施对于对撞机以及某些天基天文粒子探测器至关重要。本文旨在总结现有的试验束和辐照设施，以及发展未来设施的需求和建议。
2022-03-16 hep-ex physics.acc-ph physics.ins-det
Test Results on the Silicon Pixel Detector for the TTF-FEL Beam Trajectory Monitor
本文介绍了TESLA实验装置自由电子激光束流轨迹监测器硅像素探测器的测试结果。为了确定探测器和读出的电子噪声以及校准不同像素的信号幅度，使用锰K线的6keV光子。两种不同的方法决定了探测器的空间精度：在一种设置中，激光束被聚焦到一条直线上，并在像素结构上移动。在另一种方法中，使用电子显微镜的低强度电子束扫描检测器。这两种方法都表明，探测器的对称轴在0.4微米内定义为一条直线。探测器对低能X射线的灵敏度是在同步加速器光源HASYLAB上用真空紫外光束测量的。此外，还利用电子显微镜研究了探测器的抗辐射性能。
2000-04-25 physics.acc-ph
Optimization of NSLS-II Blade X-ray Beam Position Monitors: from Photoemission type to Diamond Detector
对NSLS-II波荡器IVU 20的刀片型X射线射束位置调整器（XBPM）进行了优化。分析了叶片材料、结构和工作原理，以提高XBPM的性能。优化基于XBPM信号空间分布的计算。与标准光电发射叶片一起，金刚石探测器叶片（DDB）被分析为XBPM信号源。分析表明，金刚石探测器刀片XBPM将允许克服光电发射型XBPM的缺点。
2013-03-29 physics.acc-ph physics.ins-det
