片 109 ジ゜フヴャペヴチ ジノヤセダ間 周波数差 対 るX-Yジ゜フヴャ 角 差 ある
れより 100kHzを 回る X-Yジ゜フヴャ 角 差 80以 ペヴチ る る
る 100kHz以 90±10° 布 い TESLA空胴 ジノヤセダ間 周波数差
STF空胴 比 い る
40 50 60 70 80 90 100 110 120
0 500 1000 1500
Comparison with STF#4 and TESLA cavity
ベ゜ンジ゜フヴャペヴチ 電気的中心 機械的中心 測
片 ゚ンゾヂ測 よる電気的中心 測 単コャ空胴を用い 空胴 BPM 評価 よ 用いられ る方法 ある[7] 超伝 9コャ加 空胴 空胴゚メ゜ベンダを行う あ ゚ンゾヂ測
ジ゜フヴャペヴチ 電気的中心 測 能 う 検証を行 本測 ゚ンゾ ヂケゥホン軸をニヴゲ測 求 偏極方向 れ 直交 る軸を測 る 偏極方向 ェュケスゟセェ る 測 使用 空胴 TESLA空胴 Z84 ある
109片 ゚ンゾヂ測 装置 概要
測 コセダ゚セハ
片 ゚ンゾヂ測 装置 概要 を 109 示 測 ニヴヘド゜ハより挿入 れ 精密同軸゚
ンゾヂよりジ゜フヴャペヴチを励起 ゚ンゾヂ 置 HOM ィハメ ら 出力よりペヴチ 電 気的中心 置 空胴 機械的中心 置 差 を調 る 空胴 2 回転機構付 X-Yケゾヴ グ 手動 置 れ キフヴダ 置 3コャ 7コャ ある 精密同軸゚ンゾヂ X-Y-Zケゾ ヴグ Z軸 手動 X-Y軸 ケゾセハペヴシヴ 制御 置 れる
空胴 機械的中心 置をニヴヘド゜ハ 中心 精密同軸゚ンゾヂ 中心 設置誤差 100 m を目標 空胴 よび精密同軸゚ンゾヂ ゚メ゜ベンダを行 空胴 ゚ンゾヂ測 装 置 よび各種ケゾヴグ 厚 15mm ゚ャプッゞヘ 盤 設置 盤 水 ヤパャベヴ シヴを用い 0.1mm/m以 るよう 調整 空胴 精密同軸゚ンゾヂ ゚メ゜ベンダ
中 直径70 m シンエケゾンワ゜ボヴを基準 ワ゜ボヴ メ゜ン ら120mm 空 胴中心 ニヴヘド゜ハ中心 よび精密同軸゚ンゾヂ中心 来るよう 行 始 ゚ャプッ ゞヘ 盤 側面を基準面 ゚メ゜ベンダ用 具を用い シンエケゾンワ゜ボヴ ゚メ゜ベ ンダを行 シンエケゾンワ゜ボヴ 一方 固 れ う一方 510g りを付 ゾンク ミンを いる ワ゜ボヴ る 計算 評価 ワ゜ボヴ 中心 50 m
る を持 見積 られ 空胴 ゚メ゜ベンダ ニヴヘド゜ハ ゚メ゜ベンダシヴオセ ダ付 ジプヴネメングを り付 行う ジプヴネメング 盤 水 ゚メ゜
ベンダ 精 を決 る 水準器 精 決 る ジプヴネメング ニヴヘド゜ハ中心
盤より300mm ゚メ゜ベンダシヴオセダ面 400mm ある 0.5mm/m 盤 0.1mm/m 水
あれ 盤 ら ニヴヘド゜ハ中心 距 r 水 い ら来る角 差 決
り 記条件 0.15mm れ 見積 られる ジプヴネメング 水 面 0.5mm/m フォ
セダ勾配計を用い 行 記精 補償 れ いる 考える 精密同軸゚ンゾヂ ゚メ
゜ベンダ シンエケゾンワ゜ボヴ 置決 使用 具を用い ゚ンゾヂ 具 接 信 をより ゚ンゾヂ 置を決 110 測 使用 精密同軸゚ンゾヂ ある
片 ゚ンゾヂ測 装置 使用 機器を以 る ンLinear gage Miutoyo社製 Linear gage 0.5 m 解能 ンPosition monitor Mitutoyo社製片 EF-PH
ンMotor controller ゼグ電子社製片 PM2C-05A片 2ch Pulse motpr controller 片 片 片 片 片 片 片 片 片 片 片 片 片 片 片 PM2D-17-1-01片 2ch Pulse motor driver ンDC power supply LAMBDA社製片 UP20～10
ンRF amp Mini-circuit社製片 ZX60-3011
110片 精密同軸゚ンゾヂ
゚ンゾヂ測
片 ゚ンゾヂ測 空胴 一方 ニヴヘド゜ハ ら同軸゚ンゾヂを挿入 9 コャを挟ん 逆側 ニヴヘド゜ハ ある HOM ィハメ ら 透過を測 る ゚ンゾヂ 置 対 る対象 るペ ヴチ 出力信 振幅 相を測 る 電気的中心を求 る る 111 ゚ン ゾヂ測 コセダ゚セハを示 コセダ゚セハ ペッシヴィハメキ゜チ ら同軸゚ンゾ ヂ挿入 挿入長 ニヴヘド゜ハネメング端部 ら30mm HOM2 透過電力を測 測 際 解能向 Pin よびHOM2出力 RF ゚ンハ ＋15dB を挿入 HOM1 50Ω シヴプヅヴダ ニヴヘド゜ハ ブ゜ェュ波吸 体を り付 測 安 を 測 使用 装置 ヅセダワヴェ゚ヂメ゜ギヴ agilent: E8363B ある
片 測 あ S21 S22 を測 ろ 2 シ゜ハ 波形 観測 れ 応答波形を
112(a),(b) 示 観測 れ 波形 S22 見る ジノヤセダ 側 HOMィハメ ィセハ
ャ るクンエャヌヴェ ジノヤセダ 両方 ィセハャ るゼ゜ンヌヴェ ある れ ペヴチ 偏極方向 依存 り クンエャヌヴェ ゼ゜ンヌヴェ 両応答 対 る゚ンゾヂケゥホンを 行
111片 ゚ンゾヂ測 コセダ゚セハ
(a) クンエャヌヴェ 透過波形
(b) ゼ゜ンヌヴェ 透過波形 112
片 クンエャヌヴェ 観測 れ ペヴチ 代表例 TE111-4 high 測 結果を 113 示
ケゥホン 軸 ニヴゲ測 求 偏極方向 YY -76deg れ 直交 る軸 XX
14deg 2軸 ある YY軸 測 結果 振幅 相 置 対 直線的 応答を示
れい V-ィヴノ 得られ XX軸 測 結果 振幅 相 置 対 変 無
XX軸 感 い る YY軸 Vィヴノ 中心 置 -2.0mm あり HOMィハメ側
れ 置 観測 れ れ よりニヴゲ測 求 偏極方向 ェュケスゟセェ 出来 る
片 一方 ゼ゜ンヌヴェ 観測 れ ペヴチ 代表例 TE111-6 high 測 結果を 114
示 ケゥホン 軸 同様 偏極方向 XX:-35deg れ 直交 る軸 YY 55deg
ある XX 測 振幅 相 ゚ンゾヂ 置 対 変 見られ ヘヴトヴ 測
範 V ィヴノ 検出 YY軸 測 相変 検出 れ
ペヴチプセェケ 能性 ある 結果 ゼ゜ンヌヴェ 検出 れ ペヴチ 測
片 同軸゚ンゾヂ 励振 置を入力ィハメ側 ら行い HOM1 透過を測 入力フ ヴダ 非対称性 ら Vィヴノ 測 表22 ゚ンゾヂ測 結果を る 結果 V-ィヴノ 検出 れ 射 S22 クンエャヌヴェ 観測 れ ペヴチ あ
TE111ペヴチ 中心 置 測 ペヴチ全 ニヴヘ軸中心より ブ゜ヂケ側 あ
HOMィハメ側 よ い 一方 TM110 TE111 同様 HOMィハメ側 中心 置 ク
ネダ いるペヴチ 多 ら 本測 空胴 ゠ンチコャ HOM ィセハメヴ 形状を 映 情報 主 ある 空胴全体 様相 ら い
113片 クンエャヌヴェペヴチ TE111-4 High 測 結果
114片 ゼ゜ンヌヴェ TE111-6 high 測 結果
表 22片 ゚ンゾヂケゥホン測 結果 クンエャヌヴェ Mode HOM2 condition:
doublet
Polarization angle (Bead method)
Mode center [mm]
TE111-1 Single peak: High L: 19 deg, H: -68 deg -2.6 TE111-2 Single peak: High L: 23 deg, H: -67 deg -2.4 TE111-3 Single peak: High L: 18 deg, H: -76 deg -1.5 TE111-4 Single peak: High L: 17 deg, H: -74 deg -2.0
TM110-4 Single peak: Low L: 77 deg, H: 5 deg -0.5 TM110-5 Single peak: High L: 27 deg, H: 87 deg -1.5 TM110-6 Single peak: Low L: 93 deg, H: 9 deg -1.0 TM110-8 Single peak: Low L: 81 deg, H: -4 deg +0.8 TM110-9 Single peak: Low L: 98 deg, H: 13 deg -0.4
超伝 9コャ加 空胴HOM解析
片 以 超伝 9コャ加 空胴HOM解析 を示
ン片 測 使用 STF Baseline空胴 TESLA空胴 形状 差 STF Baseline空胴 コャ形状
流 対 対称 TESLA空胴 ゠ンチコャ 非対称 構 いる
ン片HOMジンヌンエ 測 STF Baseline空胴 TM011 ジンヌンエ ILC 様値 ら 足 い れ HOMィハメ 向 を加 ペヴチ 結合 い方向
ある HOMィハメ 回転方向を変える 改善 る STF Baseline空胴 る
HOMィハメ 改良 述 る
ン片 電磁界 布 測 TE111-1,2 TM011-1,2,9 ペヴチ 差 見られ 空胴 ゠ンチコャ
電界 立 ペヴチ あ れ以外 ペヴチ 差 見られ STF Baseline空胴
4 空胴 電磁界 布 空胴間 い TE111-1,2 TM011-1,2 ペヴチ 差 見られ
測 ペヴチ 空胴間 差
ン片 ジ゜フヴャペヴチ 偏極方向 測 TESLA空胴を用い ニヴゲ測 ゚ンゾヂ測 偏極方向測 ェュケスゟセェを行 偏極方向 コャ間 布 差 無 直
線偏向 HOMィハメ 端形状 偏極方向 い 見られ STF Baseline空胴4 結果
を見る 偏極方向 HOMィハメ 決 る傾向 見られ
ン片TESLA空胴9 ACC6 module8 Z84 偏極方向 布を調 X-dipole 比較 る
0～70° 範 布 り 特 ペヴチを空胴間 比較 る STF Baseline空胴 よう 同一方向を示 0～70° 範 布 い
ン片 ジノヤセダ間 偏極方向 角 差 ジノヤセダ間 周波数差 100kHz以 ペヴチ
80°を 回 い れ以 周波数差 90±10° 布 い
ン片 ゚ンゾヂ測 よる HOM ィハメ近傍 ジ゜フヴャペヴチ YY 中心 ニヴヘ軸より
置 HOMィハメ側 ～2.6mmクネダ い
参考文献
[1] TESLA DESIGN REPORT, http://tesla.desy.de/new_pages/TDR_CD/start.html.
[2] 加 永治 超伝 空洞 高周波設計 OHO'06 7-12.
[3] R.Rimmer, et al., "Field Maps by Perturbation Method", Handbook of accelerator Physics and Engineerings, 6.16.1.
[4] Anton Labanc, "Investigation of electrical axes of TESLA superconducting accelerating cavities", Dissertation Thesis, Slovak University of Techology, Baratislava Faculty of Electrical Engineering and Information Technology Department of Radio and Electronics.
[5] K. Watanabe, et al., “Higher Order Mode studies of superconducting cavities for ILC”, Proceedings of the4th Annual Meeting of Particle Accelerator Society of Japan and the 32nd Linear Accelerator Meeting in Japan (August 1-3, 2007, Wako Japan), 457-459.
[6] Robert E. Collin, "Foundations for Microwave Engineering second edition", section 3.18, 194.
[7] T. Naito et al., "AN X-BAND CAVITY FOR A HIGH PRECISION BEAM POSITION MONITOR", SLAC-PUB-9771, Contributed to the 6th European Workshop on Beam Diagnostics and Instrumentation for particle Acceleraotrs, May 2003, Mainz Germany.
STF Baseline 空胴 る HOM ィハメ 改良
片 れ 開発 STF I-typeィハメ よびSTF L-typeィハメ 31.5MV/m以 加 電
界 動作 確認 れ TE111 TM110 ジ゜フヴャペヴチ 対 十 ジンヌンエ能
力を示 TM011 Qext TESLA空胴 よびILC 様値 1×105 より高い値を
示 れ 加 ペヴチ ィセハモンエを避 る HOM ィハメ 回転方向を決
ある TM011 ジンヌンエ 単コャ空胴 計算 問題 9コャ空胴 STF Baseline
空胴 結果 TM011 Qext 十 あ れ 試験 空胴
STF phase0.5 ハュグゟェダ 中 行 われ ある 本章 2章～5章 使
用 HOMィハメをSTF I-type Phase1.0 model STF L-type Phase1.0 model 言い換える
片 STF phase0.5 9コャ空胴を4空胴製作 試験評価を行 試験結果をネ゛ヴ
チトセェ より性能 高い空胴クケゾヘ 構築 る 業 を含 を目的 STF
phase1.5 ハュグゟェダ ある 当然HOMィハメ 対象 入 り phase0.5ペタャ
問題 あ TM011 るジンヌンエ改善 phase1.5 ハュグゟェダ 以 改良
を行
ンHOM ィハメ 回転方向を変え TM011 対 るィセハモンエを強 る
加 ペヴチ 対 るィセハモンエ 強 れる テセスネ゛ャシヴ トンチ幅 高電界 環境 る安 性を再評価 る必要 ある
ンヌセェ゚セハハュヴノ ウホセハを狭 ィセハモンエを強 る ある
改良 用い ペタャ STF L-type-II あり 4.5GHz 帯 通過特性 改善 目的 いる
本章 STF L-type-IIィハメ 改良 TESLA銅製9コャ空胴を用い 行 TM011ジンヌンエ 評価 い 述 る
HOMィハメ 回転 ハュヴノ 置 対 るQext 変 計算
片 STF Baseline 空胴 対 る TM011 結合を改善 る 115(a),(b) 示 計算ペタャ Qext 角 依存性 評価を行 115(a) STF Baseline単コャ空胴 HOMィハメ STF L-type
phase1.0 ゠ンチコャ ら 置 よび挿入長 あり TM011 ペヴチ 電界 布 磁
界 布 を併記 いる 計算時 HOMィハメ 配置 ゠ンチコャ ら48mm ィハメ 中心 来るよう 置 ィセハモンエ゚ンゾヂ 端 ニヴヘ軸 ら30mm 置 挿入 い
る HOMィハメ 角 115(b) よう 義 115(b) 体 を30°回転
ペタャ ある HOMィハメ ヌセェ゚セハハュヴノ 回転方向 実機 パヴケハヤヴダ 渉 ある 0°方向 る必要 ある ヌセェ゚セハハュヴノウホセハ 1mm あり ハュヴノ 端直径 12mm 条件 計算 片
計算 HFSS 行い HOMィハメ よび空胴 表面 質 全 体 ある 表23 各角
るTE111 TM110 TM011 Qext 計算結果を る ジ゜フヴャペヴチ Qext 角
依存性 無 角 HOMィハメを配置 問題 い る 一方 TM011 対 体30° ハュヴノ0° ペタャ Qext 2.3×104 従来 ペタャ 比較 ネ゙
ェシヴ2 よ いる る 体 45° ハュヴノ 0° 改善 れ いる る
表 23片 Qext 角 依存性計算結果
TE111 TM110
No. 体
角
ハュヴノ
角 Low High Low High
TM011
1 0° 0° 1.9×105 1.1×103 3.8×103 6.0×104 4.6×104 2 30° 0° 1.2×105 3.1×103 2.3×103 4.4×104 2.3×104 3 45° 0° 1.6×105 4.1×103 1.8×103 4.7×104 2.8×104 4 60° 0° 2.0×105 6.1×103 3.0×103 3.1×105 3.3×104
5 30° 30° 2.2×104 5.1×103 3.0×103 1.7×105 3.6×104 6 45° 45° 7.0×104 4.3×103 1.3×104 7.7×104 3.3×104 7 60° 60° 8.0×104 2.4×103 2.7×103 1.1×105 3.6×104
※ヌセェ゚セハハュヴノウホセハ 1mm ある