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基于电光调制方案的高精度束流到达时间测量研究

发布时间:2021-06-16 06:32
  自由电子激光(free electron laser,FEL)的蓬勃发展推动着诊断技术的不断进步。FEL装置的飞秒量级束流抖动测量、FEL装置基于束团反馈实现十几飞秒的束流到达时间稳定性控制和泵浦探测(pump-probe)实验飞秒量级的FEL脉冲到达时间测量都离不开高精度束流到达时间测量系统(Bunch Arrival-time Measurement,BAM)。随着我国FEL的不断发展,不管是采用基于外种子型运行模式的上海软X射线自由电子激光装置(Shanghai Soft X-ray FEL facility,SXFEL)和大连相干光源(Dalian Coherent Light Source,DCLS),还是采用基于SASE运行模式的硬X射线自由电子激光装置(Shanghai HIgh repetitio N rate XFEL and Extreme light facility,SHINE),都对装置的束流到达时间测量分辨率提出了更高的要求。在这样的历史机遇下,本论文以SXFEL为背景,开展高精度束流到达时间测量研究具有重要的实际应用价值。论文对国际上各主流实验室BAM的研... 

【文章来源】:中国科学院大学(中国科学院上海应用物理研究所)上海市

【文章页数】:125 页

【学位级别】:博士

【部分图文】:

基于电光调制方案的高精度束流到达时间测量研究


(左图)BAM相位腔和(右图)BAM测量原理结构

原理图,参考信号,基频,射频腔


6图 1. 2 LCLS-I 上 BAM 的抖动和长漂测量[21]8/SACLA 上用于束流到达时间测量的射频腔直接使用的 CBPM 上的 腔(如图 1.3 左图所示),参考腔的谐振 4760 MHz 本地时钟参考信号混频,得到一个基频信号,射频信号与时钟参考信号之间的频差(基频信号)计算出SACLABAM 原理图如 1.3 右图所示)。

测量原理,相位差,双耦合,信号探测


图 1. 3(左图)CBPM 腔和(右图)BAM 测量原理结构[22]通过测量两个相邻 腔(如图 1.4 左图所示)之间的相位差(如图 1.4 右图所示),SCALA 上束流到达时间测量分辨率被评估为 25fs。图 1. 4(左图)BPM 2 和 3 布局和(右图)BPM 2 和 3 的 TM010 腔之间的相位差[22]PAL-XFEL 上 BAM 信号探测腔选用的是具有双耦合环结构的 S 波段单极腔(如图 1.5 左图所示),谐振频率为 2856MHz,然后与 2826.25MHz 本地时钟参考信号相混频,得到一个 29.75MHz 的中频信号。通过 ADC 对 29.75MHz 的模

【参考文献】:
期刊论文
[1]Development of readout electronics for bunch arrival-time monitor system at SXFEL[J]. Jin-Guo Wang,Bo Liu.  Nuclear Science and Techniques. 2019(05)
[2]Analysis of electro-optical intensity modulator for bunch arrival-time monitor at SXFEL[J]. Jin-Guo Wang,Xiao-Qing Liu,Lie Feng,Wen-Yan Zhang,Xing-Tao Wang,Bo Liu.  Nuclear Science and Techniques. 2019(01)



本文编号:3232566

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