漂移段讨论 问题:(6)漂移段长度为L,管道半径为R,能无损失通过它的束流 发射度的最大值是多少? 问题的答案是: (6)这是前一问题的延伸.最大值 Eumax RR 回答完这一系列问题,读者对无色散束流在漂移段内的运动 已有相当好的了解,最后一问则已触及“接受度”的概念
漂移段讨论
光阑和接受度 如传输系统中某点处有一光阑,将对能穿过它的粒子的相空 间分布形成一个限制.如图9.1(a)所示,光阑狭缝的宽度为2R. 在此点观之,这一限制是|≤R.被“切掉”的部分在图中以阴影 显示,阴影中的粒子到此光阑即被截住.其下图是对应的实空间粒 子轨迹.如在光阑点上游相距L处观之,此限制是u十'L≤R, 切制线成为在u轴和'轴上截距分别为士R和士飞的斜线.对应 的相空间图形和实空间轨迹绘于图9.1(b)中
光阑和接受度
光阑和接受度 图9.1(c)显示的是相距L的两点处皆有光阑,等效于前述问 题中的圆筒.上图是入口处相空间,两处的限制叠加,允许通过区 成为一个平行四边形有限空间,其面积是4R 前述问题所谈的最 大发射度对应于其最大的内切椭圆,其面积πε与平行四边形面积 之比是无.在对应的实空间中,用虚线绘出一些能通过的“极限轨 迹”,实线则画出与最大发射度束流对应的包络.相空间图像移到 圆筒中点、出口或其他位置的情况也请读者想像 相空间 实空间
光阑和接受度 相空间 实空间
光阑和接受度 束流传输系统中总有不止一处对相空间有所限制的元件,因 此可以通过系统的相空间面积是有限的.这个面积与其形状(依赖 于在哪一点看)等结合起来就成为这个系统的接受度.接受度未必 与椭圆对应,但常用一最大内切椭圆代表,它是能通过系统的最大 束流发射度.“接受度”一词常用以指该椭圆面积,意义与发射度相 当.同样可以定义它(在某点,如系统入口处)的3,a.等函数.接 受度属于系统,与束流无关 如果束流的发射度与系统的接受度大致相等,显然,只有当两 个椭圆的形状近似一致时束流才能通过.这就要求两者的3等函 数相等,称之为发射度匹配.如果束流有色散,系统的接受度也可 包含色散的成分,则匹配也包含色散匹配的内容—要求束流在 某点(如入口处)的,n与系统能接受的7,7相等
光阑和接受度
光阑、接受度和发射度匹配 常见的情况是束流发射度比系统接受度小,所以发射度椭圆 的形状、方向可有一定的自由.如图9.2所示,两种小发射度椭圆 都可通过系统.但当该椭圆与接受度椭圆相似(图中实线)时,相空 间的富余部分利用最充分,对各种误差的容忍度最大.否则,束流 在系统看来所占的相空间体积可能被“放大”很多,较易造成损失. 使两椭圆相似,仍是使两者的B.等函数相等,即发射度匹配.前文 提到的长圆筒接受度的实例应有助于读者对此的理解. 接受度椭圆 c“放大?的椭圆
光阑、接受度和发射度匹配