長期以來,高端束測與機器保護核心電子學技術,如BPM、高速多通道等系統一直被國外公司壟斷,不僅價格昂貴、升級難度大,而且難以滿足工程項目需求。為實現HIAF裝置束流的高精度、大動態范圍、多維度參數測量以及微秒量級快聯鎖保護的需求,加速器技術中心束流反饋及機器保護技術室的科研團隊歷經6年的艱苦攻關,突破了相關技術瓶頸,全面開展了基于高性能數字處理平臺20多類電子學設備的自主研發工作。團隊成功實現了束流6維相空間、流強動態范圍跨9個量級的高精度測量,解決了從樣機研制到工程批量應用的迭代難題。相關成果已成功應用于蘭州重離子研究裝置(HIRFL)和新疆理化所的質子位移損傷效應模擬試驗裝置(PREF)等項目中,并長期穩定可靠運行。截至目前,科研人員已在HIAF上成功安裝了超1600套核心電子學設備,保障了工程進度,并大幅節省了工程經費。
團隊自主研發的高性能電子學設備采用的標準化和模塊化的設計理念,不僅滿足了HIAF在極大動態范圍、多運行模式、智能化自檢自標、LACCS控制等方面的多樣化需求,還實現了各設備間的高速數據互聯和瞬態高速數據聚合,在解決數據質量和完整性不足的問題的同時,為機器學習和人工智能在加速器領域的應用奠定了基礎,并可以推廣至同類型的高功率加速器裝置中。