| Abstract | 第5-7页 |
| List of Abbreviations and Symbols | 第22-25页 |
| Acknowledgements | 第25-27页 |
| 1 Introduction | 第27-39页 |
| 1.1 Overview | 第27-28页 |
| 1.2 History of synchrotron radiation light source | 第28-32页 |
| 1.3 Brightness improvement for the storage ring based light sources | 第32-35页 |
| 1.4 Motivation | 第35-37页 |
| 1.5 Overview of the Dissertation | 第37-39页 |
| 2 Theory of synchrotron radiation | 第39-77页 |
| 2.1 Introduction | 第39-40页 |
| 2.2 Single electron synchrotron radiation from dipole magnet | 第40-51页 |
| 2.2.1 Potential formulation of electromagnetic field | 第40-41页 |
| 2.2.2 Lienard-Wiechart potentials of charged single particle | 第41-43页 |
| 2.2.3 Electromagnetic field of a moving electron with relativisticvelocity | 第43-46页 |
| 2.2.4 Electric and magnetic field from an electron moving in a bend-ing magnet | 第46-51页 |
| 2.3 The power and energy of synchrotron radiation | 第51-66页 |
| 2.3.1 Angular spectral power distribution of synchrotron radiation | 第51-55页 |
| 2.3.2 Total power and energy | 第55-59页 |
| 2.3.3 Spectral power distribution | 第59-62页 |
| 2.3.4 Angular power distribution | 第62-66页 |
| 2.4 Brief review of undulator radiation | 第66-71页 |
| 2.4.1 Planar weak undulator | 第66-70页 |
| 2.4.2 Helical undulator | 第70-71页 |
| 2.5 Beam emittance and profile in a storage ring | 第71-76页 |
| 2.5.1 Beam emittance | 第73-74页 |
| 2.5.2 Beam size | 第74-75页 |
| 2.5.3 Non-zero current beam size | 第75-76页 |
| 2.6 Summary | 第76-77页 |
| 3 Methods of measuring transverse beam profile in the storage ring | 第77-89页 |
| 3.1 Introduction | 第77-78页 |
| 3.2 Direct imaging using visible/UV synchrotron radiation | 第78-80页 |
| 3.2.1 Experimental setup of direct imaging method | 第79-80页 |
| 3.3 Imaging method using x-ray pinhole | 第80-83页 |
| 3.3.1 Experimental setup of x-ray pinhole imaging method | 第81页 |
| 3.3.2 System resolution of x-ray pinhole imaging method | 第81-83页 |
| 3.4 Synchrotron radiation interferometry imaging using visible light | 第83-87页 |
| 3.4.1 Setup of synchrotron radiation interferometry beam profilesystem | 第83-84页 |
| 3.4.2 Principle of synchrotron radiation interferometry | 第84-86页 |
| 3.4.3 System resolution of SR interferometry | 第86-87页 |
| 3.5 Conclusion | 第87-89页 |
| 4 Transverse beam profile measurement system for the Duke storage ring | 第89-117页 |
| 4.1 Introduction | 第89-91页 |
| 4.2 Characterization of the system | 第91-99页 |
| 4.2.1 Transverse beam profile measurement system | 第92-93页 |
| 4.2.2 Focal length of the lens | 第93-95页 |
| 4.2.3 Characterization of the CCD camera | 第95-99页 |
| 4.3 Optimization of the horizontal aperture | 第99-105页 |
| 4.4 System resolution estimation | 第105-111页 |
| 4.4.1 Diffraction effects | 第105-108页 |
| 4.4.2 Geometric effects | 第108-110页 |
| 4.4.3 Pixel Size | 第110页 |
| 4.4.4 Numerical estimates | 第110-111页 |
| 4.4.5 Discussion | 第111页 |
| 4.5 First Beam Study Results | 第111-114页 |
| 4.6 Discussion and Summary | 第114-117页 |
| 5 Transverse emittance growth in a storage ring | 第117-127页 |
| 5.1 Introduction | 第117-118页 |
| 5.2 Basic physics | 第118-119页 |
| 5.3 Transverse beam emittance growth with beam current | 第119-122页 |
| 5.4 Reducing the IBS effect | 第122-123页 |
| 5.5 Impact of bunch lengthening due to microwave instability | 第123-127页 |
| 6 Experimental study on the beam emittance growth caused by theintrabeam scattering effect | 第127-163页 |
| 6.1 Introduction | 第127-129页 |
| 6.2 Beam current calibration at low beam current | 第129-137页 |
| 6.2.1 Beam current readings of the DCCT | 第129-132页 |
| 6.2.2 Low beam current calibration based on image intensity | 第132-134页 |
| 6.2.3 Relationship between the horizontal beam size and beam cur-rent at 533 MeV | 第134-137页 |
| 6.3 Current dependent beam size at multiple energies | 第137-145页 |
| 6.3.1 Beam size measurement results at multiple energies | 第137-139页 |
| 6.3.2 Minimum beam size scaling with beam energy | 第139-141页 |
| 6.3.3 Measured emittance based on measured beta function | 第141-145页 |
| 6.4 Vertical beam size with coupling | 第145-149页 |
| 6.5 Beam coupling as a function of beam current | 第149-153页 |
| 6.6 Longitudinal profile measurement | 第153-157页 |
| 6.6.1 Bunch length measurement system | 第153-156页 |
| 6.6.2 Bunch length measurement results | 第156-157页 |
| 6.7 Comparison between measurement and simulation results | 第157-159页 |
| 6.8 Summary | 第159-163页 |
| 7 FEL wiggler bussbar field compensation | 第163-173页 |
| 7.1 Introduction | 第163-164页 |
| 7.2 Orbit Compensation Scheme | 第164-166页 |
| 7.3 Effect of bussbar field on beam orbit | 第166-169页 |
| 7.4 Bussbar field compensation results | 第169-170页 |
| 7.5 Conclusion | 第170-173页 |
| 8 Summary | 第173-178页 |
| 8.1 Transverse beam profile measurement system | 第173-174页 |
| 8.2 Experimental study of intrabeam scattering effect in the Duke storage ring | 第174-175页 |
| 8.3 Bussbar field compensation | 第175-176页 |
| 8.4 Future work | 第176-178页 |
| Reference | 第178-192页 |
| Biography | 第192-194页 |
| 摘要 | 第194-204页 |
