谢新华­ 王 岩 马震宇 是 晶 罗 琛 李 正 毛冬青 封自强 侯洪涛 刘建飞



1.5 GHz超导加速腔双输入耦合器研究

谢新华­1,2,3王 岩1,2马震宇1,2是 晶1,2罗 琛1,2李 正1,2毛冬青1,2封自强1,2侯洪涛1,2刘建飞1,2

1（中国科学院上海应用物理研究所 嘉定园区 上海 201800）2（上海市低温超导高频腔技术重点实验室 上海 201800）3（中国科学院大学 北京 100049）

本实验室1.5 GHz 5-cell超导腔设计工作加速梯度为15−20 MV·m−1，至少需要使用两支输入耦合器才能满足高流强运行要求。借助三维电磁仿真模拟软件CST (Computer Simulation Technology)，完成了相应的输入耦合器的电磁仿真，驻波比小于1.05的频带宽度达到18 MHz。从理论上计算加速腔双端口功率馈入，并通过铜腔双输入实验进行验证。结果表明，当对横向力场的计算显示，即使插入深度相差1 mm，双输入耦合器所引起的横向作用力仍比使用单耦合器情况小一个量级。

双输入耦合器，耦合度，耦合器踢束效应

随着加速器技术的发展，出现了一大批高加速梯度、高平均流强和低束流发射度的加速器设计方案，其中一部分方案已经完成模型机验证。例如，美国康奈尔大学设计的基于能量回收直线加速器的5 GeV X射线同步辐射光源[1]。类似的还有日本KEK的紧凑型cERL (compact Energy Recovery Linac) [2]、加拿大TRIUMF实验室的ARIEL 50 MeV电子直线加速器[3]以及德国HZB的能量回收直线加速器模型机bERLinpro (berlin Energy Recovery Linac prototype)[4]。这些加速器存在一个共同的特点：高平均流强下连续波模式运行。这就意味着，需要为每个加速腔提供很高的微波功率。例如，康奈尔大学的1.3 GHz连续波能量回收直线加速器，其平均流强设计值为100 mA，其注入器上每个2-cell超导腔所需的功率达到100 kW[5]。……