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ATF2是一个国际性的工程,为了测试ILC和CLIC类型的基于local色品校正的final focus system而建造的。作为已存在的ATF的延伸,利用ATF dampingring产生的极低发射度,产生紧密聚焦的、稳定的束流,实现硬件和束流处理技术,使得校正各种误差之后,维持横向束流尺寸在37纳米。基于此建设目标,本文对于ATF2光学系统进行了优化,得到了比横向束团尺寸设计值更小的束团尺寸,并同时分析了各种校正误差的方法和途径,给出了优化后的结果,在实验上测出了IP束团尺寸并给出分析Twiss参数的方法。论文的主要工作和创新性贡献有:
1)研究ATF2光学系统以及新兴起的local色品校正原理,利用其望远镜光学系统的属性配置IPβ函数调整横向束团尺寸,并分析高阶光差的产生给出两种校正方法,并通过模拟得到了低于横向束团尺寸设计值的束流尺寸。并在ATF2初始运行束流诊断仪器配置分辨率允许范围内,通过调整束流束腰便于初期测量,并配置IPβ函数使之有利于初期运行的beam tuning,给出初期运行的光学模式。
2)在系统各种误差存在的情况下,详细分析了各种校正耦合、色散、束腰、β函数的途径和方法,模拟计算了应用各种multiknobs校正之后的IP粒子束团尺寸,得到了接近线性束团尺寸的理想结果。
3)分析了各种束流诊断仪器的构造、测量原理以及分辨率,在IP位置测量出了色散和横向束团尺寸等束流参数,并在最小束团尺寸未知的情况下,给出了分析Twiss参数和发射度的方法,并对结果进行了分析,为未来ATF2的下一步运行提供了宝贵的经验和参考。