TRANSFORMATION OF THE EMISSION OF RELATIVISTIC ELECTRONS AND METROLOGICAL CHARACTERISTICS OF THE PHOTON FLUX IN THE SYNCHROTRON RADIATION OUTLET OF "NESTOR" STORAGE RING NSC KIPT

Аннотация

When setting up experiments involving the use of the polarization properties of synchrotron radiation (SR), a detailed calculation of the spectral angular distribution of SR and its polarization components is of interest. Taking into account the size of the beam shows that in real conditions the radiation propagating in the plane of the equilibrium orbit will not be completely polarized, and the shape and dimensions of the angular distribution of radiation will be distorted. The motion of electrons in the uniform magnetic field and SR of the beam of relativistic particles in the storage ring of the "NESTOR"NSC KIPT are considered. The influence of the size of the electron beam with the energy E=225 MeV on the formation of images of the flux of quanta of SR is analyzed. It is shown that the main contribution to the formation of images is made by the two-dimensional distribution of particles along the vertical and vertical oscillations. A software tool has been developed, the use of which made it possible to simulate the process of forming optical images by the flux of quanta of SR. The formation of images of the radiation of electrons with an energy of E=225 MeV with a change in the longitudinal distance L to the registration plane is considered. It is determined that at small longitudinal distances the main contribution to the image is made by the vertical distribution of particles in the beam. With an increase in the distance, the contribution of the distribution of particles over vertical oscillations increases, which becomes decisive for large L. Numerical simulation of image formation has been carried out. The family of angular distributions of flux density for the s- and π-components of polarization calculated for one of the SR output channels of the storage ring “NESTOR”  is shown. The dependences are presented in the form of two-dimensional histograms for the length L_max = 300 cm, vertical root mean square size of the beam and different radiation wavelengths, as well as for different dispersions of the electron bunch. The dimensions of the optical window are obtained, the size of which makes it possible to reliably register the entire flux of quanta of SR for the indicated registration characteristics.

При постановці експериментів, пов'язаних з використанням поляризаційних властивостей синхротронного випромінювання (СВ), представляє інтерес детальний розрахунок спектрального кутового розподілу СВ і його поляризаційних компонент. Урахування розмірів пучка показує, що в реальних умовах випромінювання, що поширюється в площині рівноважної орбіти, не буде повністю поляризованим, а форма і розміри кутового розподілу випромінювання будуть спотворені. Розглянуто рух електронів в однорідному магнітному полі і СВ пучка релятивістських часток в накопичувачі "НЕСТОР" Національного Наукового Центру «Харківський Фізико-Технічний Інститут» (ННЦ ХФТІ). Проаналізовано вплив на формування зображень потоку квантів СВ розмірів пучка електронів з енергією Е=225 МеВ. Показано, що в формування зображень основний внесок вносить двовимірний розподіл часток по вертикалі і по вертикальним коливанням. Розроблено програмне забеспечення, використання якого дало можливість промоделювати процес формування оптичних зображень потоком квантів СВ. Розглянуто формування зображень випромінювання електронів з енергією Е=225 МеВ при зміні поздовжньої відстані L до площини реєстрації. Визначено, що на малих поздовжніх відстанях основний внесок в зображенні вносить вертикальний розподіл часток в пучку. Зі збільшенням відстані зростає внесок розподілу часток по вертикальним коливанням, який для великих L стає визначальним. Проведено чисельне моделювання формування зображень. Наведено сімейство кутових розподілів щільності потоків s- та π-компонент полярізації, розрахованних для одного з каналів виведення СВ накопичувача "НЕСТОР". Залежності оформлені у вигляді двовимірних гістограм для довжини L_max=300 см, вертикальних середньоквадратичних параметрів пучка та різних довжин хвиль випромінювання, а також для різних дисперсій  електронного згустку. Отримано розміри оптичного люка, величина яких дозволяє гарантовано реєструвати весь потік квантів СВ для зазначених характеристик реєстрації.