1.5 GHz超導加速腔雙輸入耦合器研究

謝新華- 王 巖 馬震宇 是 晶 羅 琛 李 正 毛冬青 封自強 侯洪濤 劉建飛

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1.5 GHz超導加速腔雙輸入耦合器研究

謝新華-1,2,3王 巖1,2馬震宇1,2是 晶1,2羅 琛1,2李 正1,2毛冬青1,2封自強1,2侯洪濤1,2劉建飛1,2

1（中國科學院上海應用物理研究所 嘉定園區 上海 201800）2（上海市低溫超導高頻腔技術重點實驗室 上海 201800）3（中國科學院大學 北京 100049）

本實驗室1.5 GHz 5-cell超導腔設計工作加速梯度為15?20 MV·m?1，至少需要使用兩支輸入耦合器才能滿足高流強運行要求。借助三維電磁仿真模擬軟件CST (Computer Simulation Technology)，完成了相應的輸入耦合器的電磁仿真，駐波比小于1.05的頻帶寬度達到18 MHz。從理論上計算加速腔雙端口功率饋入，并通過銅腔雙輸入實驗進行驗證。結果表明，當對橫向力場的計算顯示，即使插入深度相差1 mm，雙輸入耦合器所引起的橫向作用力仍比使用單耦合器情況小一個量級。

雙輸入耦合器，耦合度，耦合器踢束效應

隨著加速器技術的發展，出現了一大批高加速梯度、高平均流強和低束流發射度的加速器設計方案，其中一部分方案已經完成模型機驗證。例如，美國康奈爾大學設計的基于能量回收直線加速器的5 GeV X射線同步輻射光源[1]。類似的還有日本KEK的緊湊型cERL (compact Energy Recovery Linac) [2]、加拿大TRIUMF實驗室的ARIEL 50 MeV電子直線加速器[3]以及德國HZB的能量回收直線加速器模型機bERLinpro (berlin Energy Recovery Linac prototype)[4]。這些加速器存在一個共同的特點：高平均流強下連續波模式運行。這就意味著，需要為每個加速腔提供很高的微波功率。例如，康奈爾大學的1.3 GHz連續波能量回收直線加速器，其平均流強設計值為100 mA，其注入器上每個2-cell超導腔所需的功率達到100 kW[5]。……