Abstract
第三代同步輻射加速器以電子束的低發射度(emittance)、光的高亮度(brilliance)以及具有長直段插入元件(主要為聚頻磁鐵Und- ulator)著稱,但低的電子束發射度卻容易受到干擾,尤其是經由聚頻磁鐵所產生的光束,其角度分佈小且當聚頻磁鐵間隙改變時,容易造成光束的振動與偏移現象。因此去偵測光束的位置,以便告知實驗者和作為儲存環操作者的參考,是目前大家努力的方向。本實驗設計製造了一具非破壞性的光束位置偵測器(beam posi- tion monitor,BPM),實驗中利用國內同步輻射研究中心(Synchrotron Radiation Research Center,SRRC)U-10聚頻磁鐵所產生的光束,照射到此光束位置偵測器之二片電極板(blades)上,收集經由光電效應所產生的光電子電流後,可計算出光束在垂直方向的位置。在實驗過程裡,先以步進馬達分別驅動此BPM在水平及垂直方向之位移,觀察電極板電流變化情形,以得到校正曲線。為了降低雜訊並提高光電子電流的靈敏度,我們在BPM上亦設計了電子收集板(electrode)以收集光束線中大量的散射電子,並且分別在電子收集板及BPM電極板加上偏壓。從實驗結果發現此BPM的電子收集板偏壓為+250V,BPM電極板偏壓為-10V時為較佳的工作條件。此外實驗中也利用此BPM測量聚頻磁鐵間隙從25mm改變至35mm時,光束位置往上移動約32μm。此偵測器之解析度約<0.4μm,而長期記錄16分鐘之後光束位置漂移約6μm。從各個實驗測試結果中,我們也深入探討了二極磁鐵光束、BPM電極板靈敏度以及其他多種因素對於位置偵測誤差之影響。