相移监视器(PhaseAdvanceMonitor)

PhaseAdvanceMonitor 在固定观测位置逐粒子测量非耦合横向运动的水平和垂直小数工作点。

配置

Turn ranges 使用 [start, end),表示从 0 开始的左闭右开区间 [start, end),至少需要两圈。取值为 0``(或空列表)时不进行计算;也可用 ``Enable 关闭监视器。超出范围的端点自动裁剪到 [0, num_turns]。

"tune_1": {
    "S (m)": 12.5,
    "Command": "PhaseAdvanceMonitor",
    "Beta x (m)": 18.0,
    "Beta y (m)": 22.0,
    "Alpha x": -0.4,
    "Alpha y": 0.2,
    "Dx (m)": 1.1,
    "Dpx": 0.03,
    "X CO (m)": 0.0,
    "PX CO": 0.0,
    "Y CO (m)": 0.0,
    "PY CO": 0.0,
    "Enable": true,
    "Turn ranges": [[0, 1024]]
}

Dx、Dpx 及全部闭合轨道字段默认是 0。Min action 可选;归一化作用量过小时不对该采样点求角度。按粒子精度,默认阈值为 float64 的 5e-17 与 float32 的 5e-9。

接口参数

Python 字段

JSON 键

默认值

说明

s

S (m)

必填

监视器位置(m)。

command

Command

'PhaseAdvanceMonitor'

保持 PhaseAdvanceMonitor。

output_format

Output format

'hdf5-gzip1'

hdf5-gzip1、hdf5 或 tfs。

enable

Enable

True

启用监视器。

beta_x

Beta x (m)

必填

正的设计水平 beta(m)。

beta_y

Beta y (m)

必填

正的设计垂直 beta(m)。

alpha_x

Alpha x

必填

设计水平 alpha。

alpha_y

Alpha y

必填

设计垂直 alpha。

dx

Dx (m)

0.0

水平色散(m)。

dpx

Dpx

0.0

归一化水平动量的色散系数。

x_co

X CO (m)

0.0

水平闭合轨道位置(m)。

px_co

PX CO

0.0

水平闭合轨道归一化动量。

y_co

Y CO (m)

0.0

垂直闭合轨道位置(m)。

py_co

PY CO

0.0

垂直闭合轨道归一化动量。

turn_ranges

Turn ranges

0

[start, end) 圈号对;0 表示不分析。

min_action

Min action

None

接受的最小归一化作用量;None 时按粒子精度选择阈值。

输出

每个完成窗口、每个束流、束团和监视器 各写一个 HDF5 文件(可选 TFS),保存在配置的 output_dir_tuneSpread 目录(通常为 tuneSpread)。每个束团独立输出,包含已损失粒子。列包含 tag、tuneXFractional、tuneYFractional、两平面各自的区间数、validX/Y、completeX/Y 和损失信息。valid 表示粒子仍存活且至少有一个有效区间;complete 表示窗口内所有区间均有效。损失粒子绝不参与相位累加。

文件名标签遵循 表格输出格式 的规则:省略导入实例编号和重复的位置标签, 当前位置只出现一次。Monitor 元数据保留完整命令名。

文件头记录固定光学参考、窗口端点、期望区间数、后端、精度以及 PASSVersion。

正常提前停止时,已经完成的窗口文件保留。 已经开始但尚未结束的窗口在收尾时记录警告,不写部分工作点表, 也不会缩短窗口终点以将其当作完整窗口。 GUI 正常停止发生在圈边界,强制结束则不保证执行收尾。 GUI 停止控件及运行记录见 可编辑项目。

output_format``(JSON ``"Output format")默认为 "hdf5-gzip1"; 设置为 "hdf5" 使用不压缩的 HDF5,或设置为 "tfs" 使用文本输出。HDF5 结构、压缩与统一读取方式见 表格输出格式。

计算方法与适用范围

监视器先减去固定闭合轨道和水平色散,再以固定设计 Twiss 参数构造归一化坐标:

\[u_x = (x-x_{CO}-D_x\delta)/\sqrt{\beta_x},\qquad v_x = \alpha_x u_x + \sqrt{\beta_x}(p_x-p_{x,CO}-D'_x\delta).\]

y 平面使用同样形式但不减色散。相邻圈的有向相移被累加并以 sum(dmu)/(2 pi N) 输出为小数工作点;输出值为有效区间内的平均小数工作点。

此监视器假设横向非耦合。存在 x-y 耦合时,x/y 输出为投影工作点,不是本征模工作点。