一种电光法测量束流到达时间的方法技术

本发明专利技术提供一种电光法测量粒子加速器束流到达时间的方法，包括：确定满足到达时间测量分辨率的要求的腔式探头的腔体半径和腔长；根据腔体半径和腔长来制作腔式探头，并将其作为电信号拾取探头来搭建基于电光法的束流到达时间测量装置；利用束流到达时间测量装置的数据采集处理系统同时采集来自电信号拾取探头的腔式探头的输出信号和来自光电探测器的电光作用信号，利用腔式探头的输出信号和电光作用信号确定束流到达时间。本发明专利技术的方法利用相位腔作为电光法的电信号拾取探头，相较于传统高带宽纽扣电极方案，腔式探头方案频率低，加工难度和信号传输处理难度将极大降低，同时不受束流位置对测量结果的影响。不受束流位置对测量结果的影响。不受束流位置对测量结果的影响。

【技术实现步骤摘要】
一种电光法测量束流到达时间的方法


[0001]本专利技术涉及加速器物理束流诊断领域，尤其涉及一种电光法测量粒子加速器束流到达时间的方法。

技术介绍

[0002]束流到达时间是直线型粒子加速器特别是自由电子激光装置的重要参数之一，测量方法主要有两种，射频相位腔法和电光法。
[0003]射频相位腔法是将相位腔探头耦合的射频束流信号和与加速器主时钟锁相的本振信号进行混频，下变频到中频信号，然后对中频信号进行同步数字化采样和处理，提取束流信号的相位计算束流到达时间。
[0004]如图1所示，电光法是利用宽带探头感应的束流双极脉冲电信号对与加速器主时钟锁相的参考激光脉冲(即参考光信号)进行调制，以输出经过调制的激光脉冲。如图2所示，当电信号过零点与输出的激光脉冲对齐时，输出的激光脉冲幅度不变，当电信号过零点早于激光脉冲到达时输出的激光脉冲幅度变小，当电信号过零点晚于激光脉冲到达时间时输出的激光脉冲幅度变大，从而通过检测激光脉冲信号幅度变化得到束流到达时间。
[0005]射频相位腔法系统相对简单，且更加可靠，但分辨率一般只能做到数十本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电光法测量粒子加速器束流到达时间的方法，其特征在于，包括：步骤S1：确定满足到达时间测量分辨率的要求的腔式探头的腔体半径和腔长；步骤S2：根据腔式探头的腔体半径和腔长来制作腔式探头，并将其作为电信号拾取探头来搭建基于电光法的束流到达时间测量装置；步骤S3：利用束流到达时间测量装置的数据采集处理系统同时采集来自电信号拾取探头的腔式探头的输出信号和来自光电探测器的电光作用信号，利用腔式探头的输出信号和电光作用信号确定束流的到达时间。2.根据权利要求1所述的电光法测量束流到达时间的方法，其特征在于，所述步骤S1具体包括：步骤S11：根据到达时间测量分辨率的要求，确定腔式探头的输出信号的过零点斜率的要求；步骤S12：设置束流的电荷量、腔式探头的输出信号的中心频率和带宽；将腔式探头的TM010模信号作为其输出信号，根据输出信号的中心频率，确定满足过零点斜率的要求时腔式探头的输出信号的电压峰值的要求；步骤S13：根据所述步骤S12设置的束流的电荷量、输出信号的中心频率和带宽，来确定满足电压峰值的要求时满足腔式探头的腔体半径和腔长。3.根据权利要求2所述的电光法测量束流到达时间的方法，其特征在于，在所述步骤S11中，过零点斜率的要求，是指腔式探头的输出信号的过零点斜率大于过零点斜率的要求值；探头的输出信号的过零点斜率的要求值S
slope
为：其中，t
resolution
是到达时间测量分辨率的要求值，σ
A'norm
是参考光脉冲幅度检测精度；V
π.RF
为电光调制器的半波电压。4.根据权利要求2所述的电光法测量束流到达时间的方法，其特征在于，在所述步骤S12中，腔式探头的输出信号的电压峰值的要求，是指腔式探头的输出信号的电压峰值大于腔式探头的输出信号的电压峰值的要求值；确定满足过零点斜率的要求时腔式探头的输出信号的电压峰值的要求，具体包括：步骤S121：确定在腔式探头的TM010模信号作为其输出信号时，腔式探头的输出信号的过零点斜率与峰值的关系式；步骤S122：根据过零点斜率的要求值和步骤S121的腔式探头的输出信号的过零点斜率与峰值的关系式，来确定腔式探头的输出信号的峰值的...

【专利技术属性】
技术研发人员：赖龙伟，冷用斌，曹珊珊，刘晓庆，
申请(专利权)人：中国科学院上海高等研究院，
类型：发明
国别省市：