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束流截面是指束流中带电粒子的空间分布,束流截面测量是指获得束流中带电粒子空间分布的信息。束流截面测量中一般会确定一个参数,即束流截面尺寸,该参数反映束流中带电粒子的空间分布范围。束流截面测量方法有多种,常见的如荧光靶、丝靶、基于同步辐射的方法等。相比于很多传统的束流截面测量方法,基于激光的束流截面测量方法具有高分辨率、无干扰、可承受高流强等优点。现代加速器向着小发射度、高流强方向发展,而小发射度导致束流截面尺寸较小,因此需要高分辨率和可承受高流强的束流截面测量方法。而且为了保持束流品质和减少对加速器正常运行的影响,要求束流截面测量过程对束流的影响尽量小。基于激光的束流截面测量方法能够较好的满足这些要求,有非常好的应用前景,因此受到广泛关注,越来越多的实验室已经或计划开展相关研究。 本论文介绍了在BEPCⅡ进行的基于激光的束流截面测量技术研究。 第一章中,对不同的束流截面测量方法进行了简要介绍和评述,对基于激光的束流截面测量方法的发展情况进行了综述,介绍了在BEPCⅡ进行Laser Wire研究的考虑,简要描述了课题内容,指出了该课题研究的意义和创新点。 第二章中,对研究中涉及的加速器、光学和激光相关理论进行了介绍,对Laser Wire测量原理理论进行了全面的研究。 第三章介绍了基于GEANT4对Laser Wire探测器进行的模拟研究,包括探测器材料中的电磁簇射、探测器尺寸的优化设计、不同散射信号位置对探测器的影响等研究内容。 第四章中,首先阐述了Laser Wire系统位置选择的考虑,其次对Laser Wire系统的整体结构进行了简要描述,之后对激光器、光学系统、探测器等三个主要部分的设计和实验研究进行了详细介绍。 第五章中介绍了探测器信号的研究和扫描实验相关内容。 第六章中,对课题研究进行了总结,对研究中的一些问题进行了分析,展望了未来基于激光的束流截面测量技术的应用前景,并根据本课题研究的经验对未来可能应用于国内加速器的Laser Wire研究或应用提出了一些建议。 在BEPCⅡ进行的Laser Wire研究为Laser Wire应用于未来国内的高流强、小截面尺寸束流积累了重要经验,而激光和探测器方面的研究内容也为未来进行其它基于激光或探测器的束流测量技术研究积累了经验。