SDUV-FEL装置上利用电光频谱解码法测量束团长度实验设计与仿真.PDF

第 39 卷 第 4 期 核 技 术 Vol.39, No.4 2016 年 4 月 NUCLEAR TECHNIQUES April 2016 SDUV-FEL 装置上利用电光频谱解码法测量束团 长度实验设计与仿真 华连发 1,2 张文艳 2 王兴涛 2 李 珍 1 刘 波 2 1 （上海大学环境与化学工程学院 上海 200444 ） 2 （中国科学院上海应用物理研究所嘉定园区 上海 201800 ） 摘要 电子束团纵向长度是束流诊断中的重要参数，电光频谱解码法(Electro-Optical Spectral Decoding, EOSD) 是为数不多的可进行单发测量的高时间分辨率测量方法。本文基于上海深紫外自由电子激光装置(Shanghai Deep Ultraviolet Free Electron Laser, SDUV-FEL)设计了一套电光频谱解码法测量束团长度实验方案。通过采用 针尖粗同步和可调的光栅展宽器可实现长度在 1−10 ps 内变化的束团无损测量。通过对电光调制过程及其后探 测的仿真研究表明，选用 0.5 mm 厚的ZnTe 晶体在距离束流中心3−5 mm 处测量时，时间分辨率最高可达 180 fs (Root Mean Square, RMS)，信号展宽在 3% 以内，测量的电场形状无可观测畸变，满足SDUV-FEL 的实验需求。 关键词 束团长度，电光频谱解码，库伦电场，展宽与畸变，束流诊断 中图分类号 TL506 DOI: 10.11889/j.0253-3219.2016.hjs.39.040102 Design and simulation of bunch length measurement with electro-optical spectral decoding at SDUV-FEL HUA Lianfa1,2 ZHANG Wenyan2 WANG Xingtao2 LI Zhen1 LIU Bo2 1(Environmental and Chemical Engineering, Shanghai University, Shanghai 200444, China) 2(Shanghai Institute of Applied Physics, Chinese Academy of Sciences, Jiading Campus, Shanghai 201800, China) Abstract Background: The longitudinal length of electron bunch is an important parameter in beam diagnostics. Electro-Optical Spectral Decoding (EOSD) is one of the few powerful approaches to accurately measure bunches down to sub-picosecond level. Purpose: This study aims to design and evaluate a complete system to measure the