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束流收集器的測量基本原理

閱讀：164 發(fā)布時間：2025-6-24

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

能量轉(zhuǎn)化與信號測量

束流本身不可見、不可直接測量，需將其轉(zhuǎn)化為可觀測的光信號或可處理的電信號，以此反饋束流特征。例如法拉第筒法，當(dāng)被測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，產(chǎn)生激勵電流，電流流經(jīng)低感電阻，產(chǎn)生正比于束流強度的瞬時電位，從這個電位可以推算出所測束流強度。

束流位置探測原理

電子束團在運動過程中，在其周圍會產(chǎn)生電場和磁場。在高能束流的情況下，這些場是純橫電磁場。如果束流偏離真空室中心，由耦合器件從束流電磁場中耦合出來的信號將被調(diào)制，通過對耦合出來的信號進行處理就可以得到束流位置的相關(guān)信息。通常采用探測電極測量束流的電磁場，探測電極的感應(yīng)信號是被束流調(diào)制的時域信號。束流位置探測電極通常有靜電探測電極、鈕扣（Button）電極和條帶（Stripline）電極等。束流位置檢測器由一對電極或兩對電極（可同時測量水平和垂直位置）構(gòu)成，屬于非攔截型的束流測量手段。

束流強度與位置綜合測量

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

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