Flexible chopper gate pulse generation for the J-PARC RCS

J-PARC RCSのための自由度の高いチョッパーゲートパルス生成

田村 文彦   ; 山本 昌亘   ; 吉井 正人*; 杉山 泰之*; 發知 英明  ; Saha, P. K.   ; 吉本 政弘  ; 原田 寛之  

Tamura, Fumihiko; Yamamoto, Masanobu; Yoshii, Masahito*; Sugiyama, Yasuyuki*; Hotchi, Hideaki; Saha, P. K.; Yoshimoto, Masahiro; Harada, Hiroyuki

J-PARC 3GeVシンクロトロン(RCS)ではビームのエネルギー広がりに由来するビームロスを避けるために、リニアック上流のビームチョッパーでビームの時間構造をRCSでの加速に適した幅に成形して入射している。チョッパーの動作のためのゲートパルスはRCSの加速高周波(RF)制御システムにより生成される。ディレイと幅を制御することで、RCSのRF電圧の適切な位相でビームを入射することができる。またJ-PARC独自の機能として、ビームの間引きがある。RCSではリニアックのビームをおよそ300周回連続で入射するが、連続ではなく間引いて入射することで、ビーム入射期間を変更することなく、強度を変更することができる。この機能を応用すると、1パルスだけ入射するようにパラメータを設定することで、非常に低いビーム強度で運転することもできる。この発表では、チョッパーゲートパルス生成の概要を示すとともに、自由度の高いゲートパルス生成を生かしたビーム調整結果について報告する。また、今後の機能向上についても議論する。

Chopped beam injection is employed in the J-PARC RCS to avoid the longitudinal beam losses. A fast beam chopper is installed in the MEBT section of the linac. The chopper is driven by the gate pulses sent from the LLRF control system of the RCS. The delay from the zero crossing of the RCS rf and the width are set so that the beam pulse is injected into the proper phase position of the rf bucket. A unique feature of the J-PARC chopper gate pulse generation is thinning of the pulses. The thinning is useful to control the beam intensity without changing much the condition of the longitudinal painting. Also, the beam macro pulse can be trimmed down to a single intermediate pulse by setting the parameters. In this poster, we present the overview of the generation of the chopper gate pulse in the LLRF control system and various beam commissioning results utilizing the flexibility of it. Also, we discuss the upgrade of the chopper gate pulse generation.