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)軌道反饋實現(xiàn)閉環(huán)、并正式啟動試運行。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)計復(fù)雜度高、運行效果好”等特點，投入運行后，HEPS束流軌道穩(wěn)定性實現(xiàn)跨越式提升，實現(xiàn)20納米級高精度，達到納米級國際先進水平。這標志著我國在加速器FOFB領(lǐng)域已躋身國際先進行列，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)”拓撲結(jié)構(gòu)，全環(huán)部署有16個FOFB控制單元，與前端的576個自研數(shù)字束流位置測量電子學(xué)(數(shù)字BPM)、后端的384個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隊在FOFB系統(tǒng)中嵌入了分布式、實時數(shù)據(jù)獲取子系統(tǒng)設(shè)計，實現(xiàn)了FOFB數(shù)據(jù)的在線實時監(jiān)測和離線數(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)試進程。同時，還設(shè)計了FOFB工作狀態(tài)的在線實時監(jiān)測邏輯，它包括對全環(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)、板卡溫度等進行實時監(jiān)測，該功能極大提高了FOFB系統(tǒng)工作的可靠性。
 

　　實時數(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，束流水平和垂直軌道波動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值分別降低至束流尺寸的4%和8%以內(nèi)，均優(yōu)于HEPS儲存環(huán)軌道穩(wěn)定性10%的設(shè)計指標。在光源點處束流位置穩(wěn)定性方面，F(xiàn)OFB系統(tǒng)開啟后，光源點處水平位置波動均方根值可由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比也進一步印證了FOFB系統(tǒng)對束流軌道擾動的有效抑制能力(圖2右)。束流軌道穩(wěn)定性實現(xiàn)質(zhì)的飛躍，為HEPS本輪供光開展高精度實驗研究提供了關(guān)鍵保障。
 

　　HEPS FOFB系統(tǒng)由高能所完全自主研發(fā)，在運行期間表現(xiàn)出出色的軌道噪聲抑制能力及可靠性，它標志著高能所完全具備自主研發(fā)高速、高精度束流測量與控制系統(tǒng)的能力，同時也對國內(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。