ダイヤモンド検出素子を用いた放射光ビームのパルス・モード計測と伝送線路の耐熱化

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大型放射光施設SPring-8の偏向電磁石ビームラインに比べ格段に放射光強度の高い挿入光源ビームラインにおいて、パルス毎の位置計測を可能とするパルス・モード計測型光ビーム位置モニタの性能評価に取り組んだ。今年度は、(a)位置感度の評価、(b)分解能の評価、及び、(c)ユーザー運転中のTop-up入射時のビーム振動の観測について以下のような成果が得られた。(a)位置感度：蓄積リングのビームシェーカを用いて水平／垂直方向にベータトロン振動を励起することにより評価して、蓄積リングのシングルパスBPMとの比較において、垂直方向、水平方向ともに良い線形性を確認した。(b)分解能：帯域 4GHzのオシロスコープにて、水平 4.5 μm std／垂直 4.5 μm std の値が得られた。オシロスコープ内蔵の機能を利用して帯域をデジタル的に 200MHz に設定した場合、水平 1.7 μm std／垂直 1.2 μm std まで高められることが分かった。ローパスフィルターを用いるとハルス長が伸びるが、バンチ間隔が広い場合には、高速 ADC でパルス波高を読み出しやすくなることが期待できる。(c)入射時のビーム振動観測：ユーザー運転中に2種類のフィリンングパターンでパルス毎のビーム振動を観測した。"203 bunches mode（バンチ間隔23.6 ns）"においては、蓄積される全パルスを個別に観測した。また "11/29-bunches + 1 bunch mode（5 mA孤立バンチ）" においては、入射パルスが入射後約500μsに亘り振動が継続することを観測した。これらの結果は、本モニタの実用性を示すものである。また、これらの評価実験を通じて高熱負荷に対する耐久性も確認することが出来た。