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AMELIORATIONS DE LA STABILITE DU FAISCEAU DELECTRONS DE SOLEIL Nicolas HUBERT Groupe Diagnostics, Synchrotron SOLEIL Journées des Accélérateurs Société

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Présentation au sujet: "AMELIORATIONS DE LA STABILITE DU FAISCEAU DELECTRONS DE SOLEIL Nicolas HUBERT Groupe Diagnostics, Synchrotron SOLEIL Journées des Accélérateurs Société"— Transcription de la présentation:

1 AMELIORATIONS DE LA STABILITE DU FAISCEAU DELECTRONS DE SOLEIL Nicolas HUBERT Groupe Diagnostics, Synchrotron SOLEIL Journées des Accélérateurs Société Française de Physique 2-5/10/2011

2 SOMMAIRE 02-05/10/2011Nicolas HUBERT, Journées Accélérateurs, Roscoff2 Stabilité dorbite dans les sources de 3 e génération Développements pour Nanoscopium, nouvelle ligne de lumière longue Localisation des sources de bruit Feedforward analogique des insertions Boucle de compensation du Booster Intégration des XBPMs dipôles dans les feedbacks dorbite

3 Stabilité Nanoscopium Localisation Feedforward analogique Compensation Booster XBPMs dipôles STABILITÉ DORBITE 02-05/10/2011Nicolas HUBERT, Journées Accélérateurs, Roscoff3 Augmentation de la brillance par en diminuant lémittance du faisceau délectrons dans les 2 plans ( horizontal et vertical). -> Réduction des dimensions transverses du faisceau d électrons: 1997, Super-ACO: Dimension verticale du faisceau dans les sections droites: ~230 µm 2013, NSLS II: Dimension verticale du faisceau dans les sections droites: ~2 µm

4 STABILITÉ DORBITE 02-05/10/2011Nicolas HUBERT, Journées Accélérateurs, Roscoff4 Spécification généralement adoptée pour la stabilité: -> Augmentation de la stabilité dun facteur 100 en 25 ans NSLS II: ΔZ <200 nm La stabilité dorbite: une figure de mérite pour les sources de 3 génération Stabilisation du bâtiment Design mécanique (poutres, aimants) Régulation des températures (air et eau) Feedbacks dorbite Stabilité Nanoscopium Localisation Feedforward analogique Compensation Booster XBPMs dipôles

5 NANOSCOPIUM 02-05/10/2011Nicolas HUBERT, Journées Accélérateurs, Roscoff5 Nouvelle ligne de lumière en construction Onduleur sur section droite cantée Ajout de 2 BPMs, 2 Correcteurs rapides (H&V) et 1 correcteur lent (H&V) -> modification des algorithmes de feedback dorbite Ligne longue (160m) avec une faible dimension de faisceau au point source (10 µm plan vertical) et une forte focalisation -> Sera particulièrement sensible à la stabilité du faisceau Stabilité Nanoscopium Localisation Feedforward analogique Compensation Booster XBPMs dipôles

6 STABILITÉ THERMIQUE 02-05/10/2011Nicolas HUBERT, Journées Accélérateurs, Roscoff6 Pieds moniteurs position (BPMs) sont en acier inox Coefficient de dilatation thermique: 17 ppm/K Variation de température du pied de 0,2 °C (régulation de lair du tunnel à 21±0,1°C) déplace le BPM de ~4 µm Air Temperature Beam Position Beam Position Dependance with Air Temperature -> Etude de nouveau pieds BPM et XBPM pour Nanoscopium Stabilité Nanoscopium Localisation Feedforward analogique Compensation Booster XBPMs dipôles

7 STABILITÉ THERMIQUE 02-05/10/2011Nicolas HUBERT, Journées Accélérateurs, Roscoff7 Matériaux candidats par leur grande stabilité thermique: INVAR (1,2 ppm/K) Silice fondue (0,55 ppm/K) Banc de mesure pour vérifier les coefficients de dilatation thermique Stabilité Nanoscopium Localisation Feedforward analogique Compensation Booster XBPMs dipôles

8 STABILITÉ THERMIQUE 02-05/10/2011Nicolas HUBERT, Journées Accélérateurs, Roscoff8 Choix de lINVAR pour Son coefficient de dilatation thermique suffisamment bon Une intégration mécanique beaucoup plus facile quavec la silice fondue Pas deffet Pas deffet visible sur le faisceau de ses propriétés magnétiques Stabilité Nanoscopium Localisation Feedforward analogique Compensation Booster XBPMs dipôles

9 HYDROSTATIC LEVEL SYSTEM 02-05/10/2011Nicolas HUBERT, Journées Accélérateurs, Roscoff9 Réseau HLS dédié le long de Nanoscopium Observer (et corriger?) les déplacements (lents) des équipements sur la ligne (fixés sur différentes dalles) Intégrés aux Nouveaux pieds BPM et XBPM Stabilité Nanoscopium Localisation Feedforward analogique Compensation Booster XBPMs dipôles

10 LOCALISATION DES SOURCES DE BRUIT 02-05/10/2011Nicolas HUBERT, Journées Accélérateurs, Roscoff10 Mesure de spectre sur la position du faisceau (moyenne sur tous les BPMs) Reconstruction dune pseudo orbite (défaut) à la fréquence sélectionnée: Stabilité Nanoscopium Localisation Feedforward analogique Compensation Booster XBPMs dipôles

11 LOCALISATION DES SOURCES DE BRUIT 02-05/10/2011Nicolas HUBERT, Journées Accélérateurs, Roscoff11 Stabilité Nanoscopium Localisation Feedforward analogique Compensation Booster XBPMs dipôles

12 EFFETS DES VENTILATEURS A PROXIMITÉ DES CHAMBRES CÉRAMIQUES 02-05/10/2011Nicolas HUBERT, Journées Accélérateurs, Roscoff12 Fan Location Kickers (injection, machine study H&V) ShakerFCT Horizontal Plane 46Hz, 50 Hz46Hz54Hz, 108 Hz Vertical Plane 46Hz, 50 Hz46Hz54Hz Effet du déplacement des ventilateurs kicker, shaker et FCT Bruit intégré vertical < 300 nm ( Hz ) Vertical noise < 200 nm (up to 160 Hz ) PLAN VERTICAL Stabilité Nanoscopium Localisation Feedforward analogique Compensation Booster XBPMs dipôles

13 FEEDFORWARD ANALOGIQUE DES INSERTIONS 02-05/10/2011Nicolas HUBERT, Journées Accélérateurs, Roscoff13 Y.M. Abiven: SPI Boards Package, a New Set of Electronic Boards at Synchrotron SOLEIL, ICALEPCS 2011 Stabilité Nanoscopium Localisation Feedforward analogique Compensation Booster XBPMs dipôles

14 BOUCLE DE COMPENSATION DU BOOSTER 02-05/10/2011Nicolas HUBERT, Journées Accélérateurs, Roscoff14 µm/(Hz) µm Fréquence (Hz) 3 Hz Perturbation dynamique et statique de lorbite du faisceau dans lanneau de stockage par le fonctionnement du Booster Stabilité Nanoscopium Localisation Feedforward analogique Compensation Booster XBPMs dipôles

15 BOUCLE DE COMPENSATION DU BOOSTER 02-05/10/2011Nicolas HUBERT, Journées Accélérateurs, Roscoff15 µm/(Hz) µm Fréquence (Hz) 3 Hz Boucle de compensation installée dans le booster et alimentée par une alimentation dédiée. Les effets de chaque famille daimant (dipôle, quadrupoles et sextupoles) ont été mesurés et une waveforme corrigeant le défaut global est générée. J.P. Lavieville: THPO001, IPAC11 Stabilité Nanoscopium Localisation Feedforward analogique Compensation Booster XBPMs dipôles

16 INSERTION DES XBPMS DIPÔLE DANS LES FEEDBACKS DORBITE 02-05/10/2011Nicolas HUBERT, Journées Accélérateurs, Roscoff16 Ajouter dans les feedbacks dorbite linformation venant des XBPMs Dipoles pour améliorer la stabilité de ces lignes Stabilité Nanoscopium Localisation Feedforward analogique Compensation Booster XBPMs dipôles BPMs Dipôle xBPM

17 STATUT DU PROJET 02-05/10/2011Nicolas HUBERT, Journées Accélérateurs, Roscoff17 Participation aux tests et développement dune nouvelle électronique pour les XBPMs (Libera Photon, Instrumentation Technologies) Synchronisation et corrélation des données de position entre XBPMs et eBPM Performances: Résolution < 6 nm 10 Hz < 160 nm 10 kHz Dépendance en courant < 1 µm sur la plage utile 5 Lignes de lumière sont équipées de la nouvelle électronique Tests dintégration dans le feedback lent Septembre 2011 Tests dintégration dans le feedback rapide Fin 2011 Stabilité Nanoscopium Localisation Feedforward analogique Compensation Booster XBPMs dipôles

18 CONCLUSION 02-05/10/2011Nicolas HUBERT, Journées Accélérateurs, Roscoff18 Stabilité Nanoscopium Localisation Feedforward analogique Compensation Booster XBPMs dipôles Les spécifications sur la stabilité du faisceau sont toujours plus serrées (réduction dimensions transverses) La stabilité du faisceau doit être préservée ou améliorée lors des modifications de la machine (changement optique, ajout dinsertions) Des outils de diagnostics particulièrement utiles Analyses spectrales Localisation des perturbations Mesures de température De nombreux niveaux dintervention Mécanique Électronique Systèmes de feedback Des développements permanents pour conserver de bonnes performances


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