【儀表網(wǎng) 產(chǎn)業(yè)報(bào)道】2025年11月28日，高能同步輻射光源(High Energy Photon Source, HEPS)束流快軌道反饋系統(tǒng)(Fast Orbit Feedback System, FOFB)全環(huán)軌道反饋實(shí)現(xiàn)閉環(huán)、并正式啟動(dòng)試運(yùn)行。該系統(tǒng)從建設(shè)到建成，具有“建設(shè)周期短、技術(shù)難度大、設(shè)計(jì)復(fù)雜度高、運(yùn)行效果好”等特點(diǎn)，投入運(yùn)行后，HEPS束流軌道穩(wěn)定性實(shí)現(xiàn)跨越式提升，實(shí)現(xiàn)20納米級(jí)高精度，達(dá)到納米級(jí)國(guó)際先進(jìn)水平。這標(biāo)志著我國(guó)在加速器FOFB領(lǐng)域已躋身國(guó)際先進(jìn)行列，為HEPS開展前沿科學(xué)研究筑牢了核心支撐。
 

　　FOFB系統(tǒng)作為保障束流品質(zhì)的核心關(guān)鍵系統(tǒng)之一，采用創(chuàng)新的“環(huán)-星-環(huán)”拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，全環(huán)部署有16個(gè)FOFB控制單元，與前端的576個(gè)自研數(shù)字束流位置測(cè)量電子學(xué)(數(shù)字BPM)、后端的384個(gè)快校正子電源和快校正子高效協(xié)同，共同構(gòu)成束流快軌道反饋控制網(wǎng)絡(luò)。FOFB系統(tǒng)由高能所獨(dú)立研制、自主開發(fā)，其系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和單元硬件構(gòu)成如圖1所示。此外，高能物理研究所魏書軍團(tuán)隊(duì)在FOFB系統(tǒng)中嵌入了分布式、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)獲取子系統(tǒng)設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)了FOFB數(shù)據(jù)的在線實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和離線數(shù)據(jù)分析等功能，為FOFB系統(tǒng)調(diào)試和研究提供了高效的方法和手段，加快了FOFB帶束調(diào)試進(jìn)程。同時(shí)，還設(shè)計(jì)了FOFB工作狀態(tài)的在線實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)邏輯，它包括對(duì)全環(huán)數(shù)字BPM 工作狀態(tài)，所有快校正子電源工作狀態(tài)，以及FOFB系統(tǒng)中所有主控板、輔助功能板、電源接口板等板卡的工作狀態(tài)、板卡溫度等進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，該功能極大提高了FOFB系統(tǒng)工作的可靠性。
 

　　實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)和分析結(jié)果顯示，F(xiàn)OFB系統(tǒng)能夠有效抑制束流軌道噪聲、提升軌道穩(wěn)定性。在FOFB系統(tǒng)關(guān)閉時(shí)，束流水平和垂直軌道波動(dòng)值分別小于束流尺寸的10%和15%；系統(tǒng)開啟后，水平和垂直軌道波動(dòng)值分別降低至束流尺寸的4%和8%以內(nèi)，均優(yōu)于HEPS儲(chǔ)存環(huán)軌道穩(wěn)定性10%的設(shè)計(jì)指標(biāo)。在光源點(diǎn)處束流位置穩(wěn)定性方面，F(xiàn)OFB系統(tǒng)開啟后，光源點(diǎn)處水平位置波動(dòng)均方根值可由300-800納米大幅下降、穩(wěn)定控制在20納米以內(nèi)(圖2左)。軌道噪聲抑制效果的對(duì)比也進(jìn)一步印證了FOFB系統(tǒng)對(duì)束流軌道擾動(dòng)的有效抑制能力(圖2右)。束流軌道穩(wěn)定性實(shí)現(xiàn)質(zhì)的飛躍，為HEPS本輪供光開展高精度實(shí)驗(yàn)研究提供了關(guān)鍵保障。
 

　　HEPS FOFB系統(tǒng)由高能所完全自主研發(fā)，在運(yùn)行期間表現(xiàn)出出色的軌道噪聲抑制能力及可靠性，它標(biāo)志著高能所完全具備自主研發(fā)高速、高精度束流測(cè)量與控制系統(tǒng)的能力，同時(shí)也對(duì)國(guó)內(nèi)外正在規(guī)劃和建設(shè)中加速器的快軌道反饋系統(tǒng)提供重大借鑒意義。