PF Injection Beam from GU_A1
Timing for PF Injection
from GU_A1
Kazuro Furukawa
Jul. 2005.
K.Furukawa, Jun.2005.
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PF Injection Beam from GU_A1
PF Injection from GU_A1
PF Injection と KEKB Electron Injection につ
いて
切替を高速にするために同じ Lattice を使用する
通常の電磁石の設定は変更しない、rf 位相のみ変更
5.3GeV まで同じ加速を行う
KEKB はさらに 8GeV まで加速
PF は 2.5GeV まで減速
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PF Injection Beam from GU_A1
PF Injection from GU_A1
PF の rf は Linac と同期していないので、い
くつかの Beam 運転方法が考えられる
当初の計画では
同期していない SHB は Off とし、
S-band とは非同期のまま PF の入射 Timing で
1ns Beam を加速する
この場合、
 Timing Station からの Trigger Pulse を Gun の HV Station に送る
 Timing 精度の必要があれば 500MHz Clock も送り、再同期をか
ける
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PF Injection Beam from GU_A1
PF Injection from GU_A1
ところが問題ないと言われていた当初の計画
に向け、単純な試験を行うと、意外と困難で
あることがわかった。
各方面で検討していただいていることを期待して
いたが、それは甘かったらしい
GU_A1 のあとの Bunching Section の構成は SHB
が On であることを前提として設計されているた
め、SHB を Off すると Bunching が最適にならな
い
実際に Beam を通すとある比較的良好な条件でも
3 割ほど R0 Section で Beam を落とす
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PF Injection Beam from GU_A1
PF Injection Scheme
今のところいくつかの Option がある
A. このまま R0 で Beam を Loss させながら非同
期入射を行う
放射線管理上は許される範囲内であるとのうわさもある
が、詳しい検討や条件を変えたビーム試験がまだ不十分
B. Pulse 毎に KEKB 同期や PF 同期を切り替える
好ましい解決策であると思われるが...
 B-1 TRISTAN 向けに Linac で利用された 2 重同期方式
 B-2 Spring8 で Ring の入射に用いている方式
 B-3 Spring8 で rf Gun の同期に用いている方式
1 年で運転用 System を開発するのは困難との意見もあ
る
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PF Injection Beam from GU_A1
TRISTAN 2 重同期
Linac と Ring の rf の位相のずれ(例えば
Zero-cross の位置の差)を測定して、許容範
囲内であれば Trigger を出す(偶然の位相の
同期)
当時の許容度は ~300ps、現在の KEKB は <30ps
PF は通常入射と Top-up では異なるかもしれない,
PF での検討の結果 700ps の許容度が必要
電子回路技術は進歩しているが、周長補正な
どの条件の変化で偶然の位相の一致の確率が
変動する, ある周波数のときに入射できない
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PF Injection Beam from GU_A1
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PF Injection Beam from GU_A1
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PF Injection Beam from GU_A1
速い成分について、つま
り Linac 内部だけを考え
れば、精度に問題は無
い。
しかし、遅い成分をどう
考えるかによって、精度
は大きく異なる。
結局、遅い成分はAWG
の Trigger 精度であるこ
とを考えると、そんなに
悪くはないとは思われる
が、試験が必要。
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PF Injection Beam from GU_A1
Spring8 Ring Injection
任意波形発生器で Beam Pre-Trigger から開始する
2856/n MHz を発生
現在 Linac 周波数 2856MHz と Ring 周波数
508MHz (Spring8-Synchrotron) や 500MHz (New
Subaru) との間には整数関係を持たせているが、そ
の必要は無い
その整数関係の制限から Energy が 0.3% 異なる
(ECS で吸収)
 ところで、500MHz は Europe での S-band (2999MHz) の 1/6 から
決められたもので、Linac と同期させていないのは日本だけ (?) 米
国では 476MHz と 2856MHz...
 508 MHz は PS の周波数から決まり、Linac とは関係ない。KEKB
に向けて 509 MHz に変更されたが...
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PF Injection Beam from GU_A1
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PF Injection Beam from GU_A1
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PF Injection Beam from GU_A1
試験用 rf-Gun の同期 System
Beam Pre-Trigger (Laser 同期 Pulse) から S-band
成分を抽出
思ったよりも位相 Jitter が小さく (0.1ps ~ 0.1deg) 、
むしろ AWG の方法より小さい
Single Pulse から S-band を作ることも可能らしい
Linac - Ring の同期にも使用できるかも知れない
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PF Injection Beam from GU_A1
GU_A1 を使った KEKB/PF 同時入射
もしも、当面非同期の入射が可能であったとしても、
安定度を考えると少なくとも将来はなんらかの同期
の仕組みが必要と思われる
どのように検討を進めるか
当面 2 重同期の方法で進めてみることを考えているが…
いずれの場合も、
Timing Station からの Trigger Pulse を Gun の HV Station
に送る
Timing 精度の必要があれば 500MHz Clock も送り、再同
期をかける
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PF Injection Beam from GU_A1
比較表 (B-3 は不明部分多く除く)
検討項目
非同期(A)
2重同期(B-1) Spring8-1(B-2)
同期精度
—
低, 禁止帯あり
高?
費用
低
中 (5M?)
高 (20M?)
装置点数
少
中
多
開発期間
無
中?
多?
ビーム試験
多
中
少
rf 測定の変更
少
少
多
保守性
変化無し
負担中
負担大
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