Run17の報告 ～横方向ペインティング入射 原田寛之 RCS全体打ち合わせ 2008/07/14(月)

多周回入射におけるバンプ波形と入射ビームの模式図 ペインティング入射 x’[mrad] ペインティング入射は、ペイントバンプで周回軌道および入射軌道を時間的に変化させつつ、ビームを入射することで、実空間上に一様にビームを広がらせる。 ペインティングエリア x[mm] 93 136 入射ビーム -5.5 SB PB 時間 多周回入射におけるバンプ波形と入射ビームの模式図

Operating Point (6.35,6.47) for High Current & run17 (6.30,6.42) run16 start (6.64,6.25) run14 (6.60,6.25) for MR/MLF

Optics Parameters @ 1/3 Ring Optics @ run17 AC mode (Peak:25mA, Macro:50μsec, Chopping:560/112nsec) Optics Parameters @ 1/3 Ring βx, βy [m] ηx, ηy [m] S[m] (6.38,6.45) & β@ARC down

Run16より (1) 100πの設定 : (Δx, Δx’)=(31.077mm, -4.4mrad) ＜初期値＞ K0 [mrad] Current [kA] PBH01 -21.2371 8.077 PBH02 16.5494 5.981 PBH03 5. 4815 1.993 PBH04 -7.0780 2.684 ＜ＣＯＤ補正＞ 　　　　　　　　　 K0 [mrad] Current [kA] PBH01 -21.2371 8.077 - 0.092 = 7.984 PBH02 16.5494 5.981 + 0.112 = 6.093 PBH03 5. 4815 1.993 + 0.029 = 2.022 PBH04 -7.0780 2.684 - 0.022 = 2.662

位相空間座標の時間推移＠Run16 DC mode (Peak:25mA, Macro:1shot, Chopping:560nsec) Gray : (31.1,-4.4) from Design Black : (27.8, -3.995) from MWPM Red : 1passBPM (C11pair) Pink : 1passBPM (C19pair) Blue : TuneBPM (h=1,lower) Light blue : TuneBPM (h=3, lower)

Run16より (2) 100πの設定 : (Δx, Δx’)=(31.077mm, -4.4mrad) MWPM３，４の実測値　: (Δx, Δx’)=(27.57mm, -3.995mrad) PBHsの蹴り角が10%downの計算値 : (Δx, Δx’)=(27.97mm, -3.96mrad) 良く一致！ 上記より、現在の電流では設定より１０％蹴り角K0が弱い。 ＜実際＞ 　　　　　　　　　 K0 [mrad] Current [kA] PBH01 -19.1134 7.984 PBH02 14.8945 6.093 PBH03 4.9334 2.022 PBH04 -6.7302 2.662 これをベースに各エミッタンスの電流値を再度導出し、Run17で試験する。

Current Set of PBs @ Run17 (1) 50πの設定　: (Δx, Δx’)=(18.52mm, -2.63mrad) K0 [mrad] Current [kA] PBH01 -12.687 5.300 PBH02 9.896 4.048 PBH03 3.182 1.304 PBH04 -4.147 1.733 100πの設定　: (Δx, Δx’)=(31.077mm, -4.4mrad) PBH01 -21.2371 8.871 PBH02 16.5494 6.770 PBH03 5. 4815 2.247 PBH04 -7.0780 2.958

Current Set of PBs @ Run17 (2) 150πの設定　: (Δx, Δx’)=(39.857mm, -5.65mrad) K0 [mrad] Current [kA] PBH01 -27.255 11.385 PBH02 21.244 8.690 PBH03 6.956 2.851 PBH04 -9.016 3.768 200πの設定　: (Δx, Δx’)=(47.025mm, -6.667mrad) PBH01 -32.163 13.435 PBH02 25.070 10.256 PBH03 8.165 3.347 PBH04 -10.602 4.431

SB Current @ Run16 500μsec@injection

SB Current @ Run16 500μsec@injection

SB Current @ Run17 500μsec@injection

3 GeV RCS入射部 SB：水平シフトバンプ電磁石4台 PB：水平ペイントバンプ電磁石4台 MWPM3,4,5 QFL QDL 入射セプタム電磁石1 荷電変換フォイル 廃棄セプタム電磁石2 廃棄セプタム電磁石1 入射セプタム電磁石2 SB1 SB2 SB3 SB4 PB1 PB2 PB3 PB4 QFL QDL

ISEP1,2 vs MWPM3,4 1/3 mode (Peak:25mA, Macro:50μsec, Chopping:112nsec) 再度ISEP1,2に対するMWPM3,4での応答を測定した。ISEP1,2 → ±0.5% 測定後、(Δx,Δx’)@foil = (0mm, -1.5mrad)を設定しＭＷＰＭで測定を行った。この応答行列でフォイルでの位置と傾きを操作できることを確認した。

ISＴＭＶ1,2 vs MWPM3,4 1/3 mode (Peak:25mA, Macro:50μsec, Chopping:112nsec) 再度ISTMV1,2に対するMWPM3,4での応答を測定した。ISTMV1,2 → ±0.5mrad 測定後、(Δy,Δy’)@foil = (0mm, -1.5mrad)を設定しＭＷＰＭで測定を行った。この応答行列でフォイルでの位置と傾きを操作できることを確認した。

SB vs MWPM4 1/3 mode (Peak:25mA, Macro:50μsec, Chopping:112nsec) 再度SBに対するMWPM4での応答を測定した。 その結果、SBの設定を1mm変更すると、入射ビームはΔxが－0.933mmシフトする。

入射軸ずれによるビーム運動 The transfer matrix M foil→TuneBPM from foil to monitor is The matrix for n turns is The position and derivative after n turns if there is injection error are

入射点の変位に伴う ベータトロン振動の応答 x0 : initial position, x0’ : initial derivative Betatron response matrix can be defined as α, β: Twiss parameter for transverse plane Real and Imagine part of the detected betatron sideband peak

応答行列の測定と入射座標の同定 Response Matrix is We can identify the injection error (xe,xe’) from this RM and the measured real & imagine part of betatron peak

応答行列の測定と入射座標の同定 DC mode (Peak:25mA, Macro:1shot, Chopping:560nsec) A(real) B(real) A(imag) B(imag)

IPM Mountain View by K. Satou 中心入射の軸合わせ DC mode (Peak:25mA, Macro:1shot, Chopping:560nsec) IPM Mountain View by K. Satou

水平・垂直PBパターンの作成 x‘ DC mode (Peak:25mA, Macro:50μsec, Chopping:560nsec) モデルのTwiss parameterにマッチした入射点(x,x’),(y,y’)を決め、パターンを作成, ε-> 100π x SB 600μsec 400μsec PB y‘ y

水平PBパターンの作成 DC mode (Peak:25mA, Macro:50μsec, Chopping:560nsec) ε: 100π→(31.1mm,-4.4mrad) PBH1 K0 : -21.237 PBH2 K0 : 16.549 PBH3 K0 : 5.482 PBH4 K0 : -7.078 ＊ビーム中心のEmittance 　　　　　　→　75.5π

PBH Current Pattern DC mode (Peak:25mA, Macro:50μsec, Chopping:560nsec)

ＣＯＤより台形波でPB4台間のバランス調整

水平の位相空間座標(x,x’)の導出 センター入射、1shot入射を行い、1passBPMと応答行列から水平・垂直の位相空間座標を導出 DC mode (Peak:25mA, Macro:1shot, Chopping:560nsec) センター入射、1shot入射を行い、1passBPMと応答行列から水平・垂直の位相空間座標を導出 →targe t: (x,x’)=(-31.1mm,4.4mrad) 1passBPM (Cell-11pair) : (x,x’)=(-30.3, 4.8) 1passBPM (Cell-19pair) : (x,x’)=(-29.7, 4.5) TuneBPM (h=1,upper) (x,x’)=(-27.7, 4.5) TuneBPM (h=2,lower) (x,x’)=(-29.0, 4.97) x’[mrad] ペインティングエリア 入射ビーム x[mm] 93 124.1 -4.4

水平入射軸調整(ペインティング入射軌道) DC mode (Peak:25mA, Macro:1shot, Chopping:560nsec) 台形波でＰＢを励磁し、ISEP1,2でリングと入射軸をあわせる。 →　モニタとして、IPM, TuneBPM, 1passBPMを用いる。 →　TuneBPM, 1passBPMで観測し、調整量を導出する。 →　入射ビームは1shotにして、IPMでベータトロン振動をしていないことを確認する。 →　軸調整後、1/3モードに移行し、MWPMで位置を測定 (x, x’)=(31.2mm, -4.6mrad) →targe t: (x,x’)=(31.1mm,-4.4mrad) x 1st Foil ISEP1,2 (125.56mm, -4.6mrad) (94.34mm, 0mrad) PB1,2 QFL QDL PB3,4 S SB1 SB2 SB3 SB4

PBの減衰波のパターン作成と試験 DC mode (Peak:25mA, Macro:1shot, Chopping:560nsec) SB+PBのタイミングを100μsecずつずらしながら、1ショット入射し、時間的な位相空間座標を測定(1passBPMとTuneBPMで観測) x’[mrad] ペインティングエリア 入射ビーム SB PB x[mm] 93 136 -5.5

PBH Current Pattern DC mode (Peak:25mA, Macro:50μsec, Chopping:560nsec) Beam injection

PBH Normalized Current DC mode (Peak:25mA, Macro:50μsec, Chopping:560nsec) Beam injection

Horizontal painting - DC mode - Peak 30mA, Macro 0.05ms, Medium 560ns, 1中間バンチ入射 位相空間座標の時間推移 600ms SB PB ・　 設定値 ○　1passBPM 1101-1102 測定値 △　PB magnet off at t5 □　MWPM3-4　測定値（台形波） 500ms t0 t5 by Saha Pranab X’(rad) 100 p 150 p 200 p ⇒~110p ⇒~163p ⇒~220p X(m) 31

位相空間座標の時間推移＠Run17 DC mode (Peak:25mA, Macro:1shot, Chopping:560nsec) Gray : (31.2,-4.6) from MWPM Blue : TuneBPM (h=1,lower)

IPM beam profile (Horizontal) Peak 5mA, Macro 0.5ms, Medium 56ns 0~500msec 100p 150p 200p K. Satou βx = 8.27 33

IPM beam profile (Horizontal) Peak 5mA, Macro 0.5ms, Medium 56ns Simulation 500msec 100p K. Satou 34

IPM beam profile (Horizontal) Peak 5mA, Macro 0.5ms, Medium 56ns 500msec 2080msec 100p K. Satou 35

Vertical painting - DC mode - Peak 30mA, Macro 0.05ms, Medium 560ns, 1中間バンチ入射 位相空間座標の時間推移 ・　 設定値 ○　1passBPM 1101-1102 測定値 □　MWPM3-4　測定値（台形波） 600ms SB 500ms PB by Saha Pranab Y’(rad) t0 t5 100 p Y(m) 36

位相空間座標の時間推移＠Run17 DC mode (Peak:25mA, Macro:1shot, Chopping:560nsec) Gray : (31.2,-4.6) from MWPM Blue : TuneBPM (h=1,lower)

IPM beam profile (Vertical) Peak 5mA, Macro 0.5ms, Medium 56ns 0~500msec 100p correlate 100p anti-correlate K. Satou 38

3NBT beam profile - DC mode - No paint Hor. 100p Hor. 150p Hor. 200p S. Meigo 39

3NBT beam profile - DC mode - Hor.&Ver. 100p Correlate Hor.&Ver. 100p Anti-correlate No paint Ver. 100p Correlate S. Meigo 40

Summary 水平(100π,150π,200π)・垂直（100π）における各ペイントバンプの波形は出来た。 垂直方向の150π,200πは9月のRunに行う。 9月にビーム強度をあげていく過程で、ペインティング入射の効果を見たい。

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応答行列の測定と入射座標の同定 DC mode (Peak:25mA, Macro:1shot, Chopping:560nsec) A(real) B(real) A(imag) B(imag)