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束流收集器的測(cè)量基本原理

閱讀：42 發(fā)布時(shí)間：2025-6-24

束流收集器的測(cè)量基本原理是將束流能量轉(zhuǎn)化為可測(cè)量的信號(hào)，通過(guò)特定裝置實(shí)現(xiàn)束流強(qiáng)度、位置等參數(shù)的獲取，以下是詳細(xì)介紹：

能量轉(zhuǎn)化與信號(hào)測(cè)量

束流本身不可見(jiàn)、不可直接測(cè)量，需將其轉(zhuǎn)化為可觀測(cè)的光信號(hào)或可處理的電信號(hào)，以此反饋束流特征。例如法拉第筒法，當(dāng)被測(cè)電子束入射到法拉第筒的電荷收集體中，與收集體物質(zhì)發(fā)生相互作用而被阻止時(shí)，產(chǎn)生激勵(lì)電流，電流流經(jīng)低感電阻，產(chǎn)生正比于束流強(qiáng)度的瞬時(shí)電位，從這個(gè)電位可以推算出所測(cè)束流強(qiáng)度。

束流位置探測(cè)原理

電子束團(tuán)在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，在其周圍會(huì)產(chǎn)生電場(chǎng)和磁場(chǎng)。在高能束流的情況下，這些場(chǎng)是純橫電磁場(chǎng)。如果束流偏離真空室中心，由耦合器件從束流電磁場(chǎng)中耦合出來(lái)的信號(hào)將被調(diào)制，通過(guò)對(duì)耦合出來(lái)的信號(hào)進(jìn)行處理就可以得到束流位置的相關(guān)信息。通常采用探測(cè)電極測(cè)量束流的電磁場(chǎng)，探測(cè)電極的感應(yīng)信號(hào)是被束流調(diào)制的時(shí)域信號(hào)。束流位置探測(cè)電極通常有靜電探測(cè)電極、鈕扣（Button）電極和條帶（Stripline）電極等。束流位置檢測(cè)器由一對(duì)電極或兩對(duì)電極（可同時(shí)測(cè)量水平和垂直位置）構(gòu)成，屬于非攔截型的束流測(cè)量手段。

束流強(qiáng)度與位置綜合測(cè)量

主徑向探針可將束流流強(qiáng)轉(zhuǎn)化為電流強(qiáng)度信號(hào)，以反應(yīng)束流在加速器中某一位置的束流強(qiáng)度。其原理是選擇適當(dāng)厚度的靶，使束流中的帶電粒子無(wú)法穿透靶體，最終全部停留在靶體里，單位時(shí)間內(nèi)靶體內(nèi)新增的粒子所攜帶的電荷數(shù)就是束流的強(qiáng)度。同時(shí)，通過(guò)優(yōu)化機(jī)械結(jié)構(gòu)、改良小車設(shè)計(jì)，使靶在曲線軌道上高精度平穩(wěn)運(yùn)動(dòng)，可實(shí)現(xiàn)束流流強(qiáng)和位置的精準(zhǔn)測(cè)量。

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