基于腔式探头的束团到达时间测量算法优化

TL53; 腔式探头具有高信噪比和高灵敏度的特性,TM010模式下在近轴附近的腔体输出信号与束流横向位置无关,信号幅度与电荷量呈正比,信号相位由束团到达时间决定,因此非常适用于高分辨率的束团到达时间测量.上海硬X射线自由电子激光装置(SHINE)对束团到达时间的测量精度要求非常高,期望运用基于谐振腔的束团到达时间监测系统,可实现在100 pC电荷量下分辨率好于25 fs的技术指标.对于高Q的谐振腔信号,单点采样的信噪比随信号的衰减而降低,因此肯定存在一最佳的信号处理窗口.为分析最佳处理窗口与相关参数的定量关系,采用数值仿真和束流实验相结合的办法来研究这个问题.分析发现,存在最佳数据处理时间窗口...

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Published in原子能科学技术 Vol. 56; no. 10; pp. 2104 - 2112
Main Authors 周逸媚, 冷用斌, 陈健, 曹珊珊, 许兴懿, 赖龙伟
Format Journal Article
LanguageChinese
Published 中国科学院 上海应用物理研究所 ,上海 201800 01.10.2022
中国科学院 上海高等研究院 ,上海 201204%中国科学院 上海高等研究院 ,上海 201204
Subjects
束团到达时间
SHINE
腔式探头
最佳数据处理时间窗口
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ISSN1000-6931
DOI10.7538/yzk.2021.youxian.0892

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Summary:TL53; 腔式探头具有高信噪比和高灵敏度的特性,TM010模式下在近轴附近的腔体输出信号与束流横向位置无关,信号幅度与电荷量呈正比,信号相位由束团到达时间决定,因此非常适用于高分辨率的束团到达时间测量.上海硬X射线自由电子激光装置(SHINE)对束团到达时间的测量精度要求非常高,期望运用基于谐振腔的束团到达时间监测系统,可实现在100 pC电荷量下分辨率好于25 fs的技术指标.对于高Q的谐振腔信号,单点采样的信噪比随信号的衰减而降低,因此肯定存在一最佳的信号处理窗口.为分析最佳处理窗口与相关参数的定量关系,采用数值仿真和束流实验相结合的办法来研究这个问题.分析发现,存在最佳数据处理时间窗口,该参数只与信号衰减时间常数有关,而与系统采样率、系统信噪比、系统模拟带宽无关.在最佳数据处理时间窗口条件下,束流到达时间测量不确定性可获得最佳值.
ISSN:1000-6931
DOI:10.7538/yzk.2021.youxian.0892