Научная тема: «ОПТИМИЗАЦИЯ ЭЛЕКТРОННО-ОПТИЧЕСКИХ КАНАЛОВ НА ОСНОВЕ МОДЕЛИ ЛОКАЛЬНО ХОЛОДНОГО ПУЧКА»
Специальность: 01.04.20
Год: 2008
Отрасль науки: Физико-математические науки
Основные научные положения, сформулированные автором на основании проведенных исследований:
  1. Для модели локально холодного пучка предложена концепция масшта­бируемой главной траектории в поперечном фазовом пространстве - ре­шения уравнения движения одного из слоев сгустка либо одной из час­тиц в слое. Главные траектории всех слоев в сгустке либо всех частиц в слое подобны.
  2. Выведено линеаризованное уравнение для безразмерного отклонения от главной траектории. Оно не зависит явно от фокусировки, все его реше­ния носят колебательный характер. Волновое число его решений - заря­довых колебаний - не зависит от амплитуды.
  3. Показано, что наблюдаемые колебания эмиттанса являются фундамен­тальным свойством пучка с превалированием собственного заряда и не зависят явно от фокусировки в канале. Они являются следствием коге­рентности зарядовых колебаний.
  4. Предложены определения фазы и относительной амплитуды зарядовых колебаний - эти величины вычисляются из элементов C и C´ матрицы преобразования (значение и производная cos-подобной траектории), оп­ределяемой линеаризованным уравнением. Выведены также формулы для получения этих величин из дифференциальных характеристик сгуст­ка.
  5. Получены два альтернативных критерия минимума эмиттанса: нулевая производная безразмерного отклонения либо кратность π зарядовой фа­зы.
  6. Получена оценка нелинейного сдвига волнового числа зарядовых коле­баний. На основе нее получена универсальная формула для оценки эмиттанса в оптимальных каналах. Коэффициенты в этой формуле оценены аналитически и численно для различных типов каналов и эффектов. Оценены и параметры оптимальных каналов.
  7. Показано, что та же формула для оценки эмиттанса верна и для элек­тронных пушек. Коэффициенты в этом случае получены численно для ряда пушек различной геометрии. Сформулированы требования к опти­мальной геометрии импульсной пушки. Продемонстрировано, что до­бавление к пушке оптимального канала уменьшает эмиттанс пучка в 2...15 раз.
  8. На основе модели разработан эффективный код для численной оптими­зации акцептанса электронно-оптических каналов для пучка с заданным начальным током, размерами и наклонами. С помощью этого кода ус­пешно оптимизированы несколько электронных каналов.
Список опубликованных работ
1.С В. Мигинский, В. В. Перов. Влияние собственного заряда на группи-ровку сгустка. Препринт ИЯФ №93-92, Новосибирск, 1993.

2.В. И. Баткин, Э.Л. Бояринцев, …, С. В. Мигинский и др. Инжектор для ускорителя лазера на свободных электронах. Приборы и техника экспе-римента, 1997, №5, 94-97 (Instrum. Exp. Tech. 40: 672-675, 1997).

3.B. C. Lee, Y. U. Jeong, …, S. V. Miginsky, et al. High average current 2-MeV electron accelerator for a high-power free-electron laser. Nucl. Inst. Meth. Phys. Res. A 429 (1999), 352-357.

4.S. V. Miginsky. New Quadratures with Local Error Estimation and Two Strategies of Step Control in Calculation of Definite Integrals. Prepr. BINP №2001-18, Novosibirsk, 2001.

5.E. I. Antokhin, R. R. Akberdin, …, S. V. Miginsky, et al. Commissioning of the accelerator-recuperator for the FEL at the Siberian Center for Photochemi¬cal Research. Journal of Synchrotron Radiation, 10 (2003) Part 5, 343-345.

6.S. V. Miginsky. New Quadratures with Local Error Estimation and Two Strategies of Steplength Control in Calculation of Definite Integrals. Int. J. Сomput. Math., 80 (2003), №3, 347-356.

7.B. C. Lee, Y. U. Jeong, ..., S. V. Miginsky. High-power infrared free electron laser driven by a 352 MHz superconducting accelerator with energy recovery. Nucl. Inst. Meth. Phys. Res. A 528 (2004), 106-109.

8.S. V. Miginsky, G. N. Kulipanov, N. A. Vinokurov. A facility for a few views X-ray tomography of transient processes. Nucl. Inst. Meth. Phys. Res. A 543 (2005), 166-169.

9.V. P. Bolotin, N. A. Vinokurov, …, S. V. Miginsky, et al. A project of accel-erator-recuperator for Novosibirsk high-power FEL. Physics of Particles and Nuclei Letters, V. 3, Supp. 1 / Dec., 2006, S40-S42.

10.V.P. Bolotin, N.A. Vinokurov, …, S. V. Miginsky, et al. Статус терагерцо-вого ЛСЭ в Новосибирске (Status of the Novosibirsk terahertz FEL). Во¬просы атомной науки и техники (Problems of Atomic Science and Technol¬ogy), 2006, №2, 5-7.

11.A. V. Bondarenko, S. V. Miginsky, B. C. Lee, et al. Проект мощного ЛСЭ в KAERI на базе сверхпроводящего линака-рекуператора (The project of a high-power FEL driven by an SC ERL at KAERI). Там же., 37-39.

12.S. V. Miginsky. An optimizer for high-current beamlines. Nucl. Inst. Meth. Phys. Res. A 558 (2006), 127-130.

13.S. H. Park, K. T. Lee, ..., S. V. Miginsky. Design Study for a 1 keV Compton X-Ray Generation with the KAERI SC RF Linac. Nucl. Inst. Meth. Phys. Res. A 575 (2007), 17-21.

14.A. V. Bondarenko, S. V. Miginsky, B. C. Lee, et al. A Compton X-ray Source Based on a SC Linac at KAERI. Nucl. Inst. Meth. Phys. Res. A 575 (2007), 11-13.

15.S. V. Miginsky. Minimization of Space Charge Effect. Nucl. Inst. Meth. Phys. Res. A575 (2007), 234-237.

16.A. V. Bondarenko, S. V. Miginsky, B. C. Lee, et al. Electron Optics of a Fu¬ture SС ERL at KAERI. Nucl. Inst. Meth. Phys. Res. A575 (2007), 14-16.

17.S. V. Miginsky. Space charge effect, coherence of charge vibration and emit-tance. Prepr. Budker INP №2007-11, Novosibirsk, 2007.

18.С. В. Мигинский. Когерентность колебаний пучка в поле собственного заряда и параметры электронных пушек. Вестник НГУ 2 (2007), вып. 4, 132-144.

19.С. В. Мигинский. Оптимизатор акцептанса сильноточных электронно-оптических каналов. Вестник НГУ 3 (2008), вып. 2, 80-87.

20.С. В. Мигинский. Колебания эмиттанса в локально холодном пучке. Вестник НГУ 3 (2008), вып. 3.

21.С. В. Мигинский. Эффект собственного заряда, когерентность зарядовых колебаний и эмиттанс. Журнал технической физики, 78 (2008), вып. 9, 96-106.