中国科学技术大学：《束流光学》课程教学资源（PPT课件讲稿）第九章 组合系统设计

第九章组合系统设计 。9.1概述 ·9.2消色散系统 ·9.3发射度匹配和组合系统设计计算

第九章 组合系统设计 • 9.1 概述 • 9.2 消色散系统 • 9.3 发射度匹配和组合系统设计计算

单个粒子的“完整”的轨迹为 回顾 x=+(-+a.6os盘+ η与传输矩阵的关系为 m12 mis m21 22 m26 此关系既可用于已知初值和所有传输矩阵元求()和)()， 也可用于已知)与)'的初值、终值和其他矩阵元反算矩阵元m6 和m2s. 由传输矩阵元求3等函数 m2 -2m1m2 n22 n1m21 2m4221+1 222 a n12 -221me2 2 n22 Y o

回顾

9.1 概 述 组合系统是指由若干束流传输元器件组成的具有一定功能的 束流传输系统，这些元器件一般包括弯转磁铁、四极磁铁和漂移 段.设计的目的总是尽量使该系统具有所要求的功能，不必要的束 流损失尽量少，而又尽量简单、经济、便于操作.“简洁为美”应视为 设计的一个原则.系统的特色应来自设计目标的特殊要求、外部客 观条件（如束流源、使用环境、空间位置等）的局限和综合考虑各种 要求与利弊的折衷优化.代价高昂的复杂化应该是“必须”的，仅仅 “有所改善”不是充足的理由， 对束流传输系统的第一个要求往往涉及理想轨道的几何布局 与匹配.理想轨道一般由直线段和弯转平面内的转角为O的圆弧 段构成. 弯转磁铁 漂移段

θB ρ 漂移段 弯转磁铁

一般而言，传输系统的起点、终点和进行束流测量的地点都在 漂移段.本节先对漂移段内的束流性质稍作更深入的讨论，然后引 入接受度的概念 漂移段内F=0,G=0.)=n'和Y=Ym是常数.束流的 7=0十门'（之-） B.=30-2au（之-)+Ya(x-x)2 a=Q0一Y0（之一z） 漂移段的传输矩阵 -6 -2m1m12 m 1 -2L 2 -m11m21 22m21+1-m12m2 do 0 1 -L a m -2m21m22 m 0 0 1 Yo 7 m m2 m6 L m21 m22 1 76

0 0 1 0 1 u L u u u      =             漂移段的传输矩阵 2 2 2 11 11 12 12 0 0 11 21 12 21 12 22 0 0 2 2 21 21 22 22 0 0 2 1 2 2 1 0 1 2 0 0 1 m m m m L L m m m m m m L m m m m                    − −           = − + − = −                           −     11 12 0 16 0 21 22 0 26 0 1 0 1 m m m L m m m                  = + =                         

漂移段讨论 假设无色散.束流的包络是Ve3(束斑的“半宽”或“半高”)， 以R标志 束腰 包络曲线 某一粒子轨迹 r 听20 12=0所12201F0

束腰 漂移段讨论