D4 Mesure de l'émittance et du profil croisé

Topique

La connaissance précise de la taille et de la forme de la section transversale du faisceau en différents points de la machine est essentielle pour vérifier le bon fonctionnement des systèmes optiques décrits dans la section « Principes fondamentaux » et pour diagnostiquer l'origine de toute dégradation potentielle de la qualité. La technique la plus directe, le balayage par fil, consiste à déplacer un fin fil métallique à travers le faisceau tout en mesurant le signal des particules secondaires générées par l'interaction. En balayant toute la largeur du faisceau avec le fil, on reconstruit un profil d'intensité complet, à partir duquel on extrait la taille de la section transversale du faisceau en ce point. La combinaison de cette mesure avec la valeur connue de la fonction bêta optique en ce même point permet de calculer l'émittance du faisceau, telle que définie dans la section « Principes fondamentaux ». Une autre technique non destructive, précieuse pour la surveillance continue sans interception physique du faisceau, exploite le rayonnement synchrotron émis par le faisceau dans les machines à électrons, ou utilise des dispositifs de surveillance basés sur l'ionisation résiduelle du gaz dans le vide de la machine, capturant en continu des images optiques du profil de la section transversale. Pour les faisceaux dont l'intensité endommagerait un scanner à fil physique par interaction, des méthodes encore moins invasives sont utilisées, telles que des systèmes de surveillance basés sur un faisceau d'électrons auxiliaire de faible énergie passant transversalement au faisceau principal. La surveillance continue de l'émittance tout au long du cycle de vie opérationnel d'un faisceau — depuis la source décrite dans la section « Principes fondamentaux », en passant par chaque étape de la chaîne d'injection, jusqu'à son état final dans l'anneau de collision — est essentielle pour identifier à quelle étape précise la dégradation se produit, permettant ainsi de concentrer les efforts d'amélioration sur le composant réellement responsable. Par conséquent, ce module, qui commence par mesurer la taille du faisceau en un point unique, poursuit en suivant cette même mesure tout au long de la chaîne afin de localiser précisément où la qualité se dégrade.

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