【摘要】：自由電子激光(Free-Electron Laser,FEL)上層應(yīng)用軟件的開發(fā)與應(yīng)用在FEL建造及運行過程中起著相當重要的作用,優(yōu)秀的上層應(yīng)用軟件可以為加速器的運行調(diào)試、參數(shù)優(yōu)化等提供方便。在調(diào)研了國內(nèi)外主要加速器實驗室所使用的上層應(yīng)用軟件的功能和特性之后,我們認為由美國橡樹嶺國家實驗室為美國散裂中子源(SNS)設(shè)計的XAL具有一定的優(yōu)越性。國際上多家實驗室的在經(jīng)過合作開發(fā)后將XAL升級為Open XAL,旨在建立更加開源、通用的加速器物理應(yīng)用軟件,但是將Open XAL完全應(yīng)用至FEL上仍然具有一定的難度。在對Open XAL的部分軟件進行研究后,我們發(fā)現(xiàn)其中的虛擬加速器具有良好的通用性。本論文的前半部分內(nèi)容主要圍繞Open XAL的虛擬加速器的移植與開發(fā)展開,包括對Open XAL框架的研究和虛擬加速器配置文件的構(gòu)建,以及對Open XAL其他應(yīng)用程序的調(diào)試。另一方面,作為第四代光源,FEL的輻射功率、光譜強度等輸出結(jié)果是表征其品質(zhì)的重要因素。本論文的后半部分內(nèi)容主要是針對FEL輻射強度的優(yōu)化的研究,作者基于遺傳算法設(shè)計了一個用于FEL優(yōu)化的應(yīng)用程序,該應(yīng)用程序利用實數(shù)編碼方式,選擇合適的算子并作相應(yīng)的改進,同時利用Java Swing構(gòu)建了友好的用戶界面。在FEL裝置沒有建造完成時,我們無法通過在線優(yōu)化獲得較優(yōu)的FEL輸出,此時虛擬加速器就可以為我們提供方便。因此,我們希望將虛擬加速器與優(yōu)化應(yīng)用結(jié)合起來,通過虛擬加速器模擬機器運行時的情況,使得優(yōu)化結(jié)果更接近真實水平。本論文的研究是上海軟X射線自由電子激光(Shanghai Soft X-ray FreeElectron Laser,SXFEL)和大連相干光源(Dalian Coherent Light Source,DCLS)上層應(yīng)用軟件開發(fā)工作的一部分,通過移植Open XAL將虛擬加速器應(yīng)用至FEL,并基于遺傳算法自行設(shè)計了一個擁有較強通用性的FEL優(yōu)化軟件,為FEL的離線調(diào)試與優(yōu)化提供了便利。
【學位授予單位】：中國科學院研究生院(上海應(yīng)用物理研究所)
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TL507

【參考文獻】

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本文編號：2681703