腔式束流位置探头初步束流实验与参数仿真

摘要

针对下一代FEL装置束流位置精确测量的需求,中国科学院上海应用物理研究所研制了5712 MHz高Q腔式BPM测量系统样机.其中ADC分辨率及数据长度是影响系统位置分辨率的关键参数.为寻求参数的最优化,采用束流实验结合蒙特卡洛的方法对此问题进行了研究.利用上海深紫外自由电子激光装置标定了探头位置因子,在此基础上采用蒙特卡洛方法,分别对射频采样、中频采样数据采集处理方法中的数据长度、ADC的分辨率要求进行了仿真.结果表明,射频采样方法由于现有超高速ADC分辨率的限制,难以实现亚微米量级的精确测量,更适合于样机的快速参数验证与评估;中频采样方法可充分发挥百MHz ADC高分辨率的优点,当ADC分辨率高于14位时,系统位置分辨率即可好于亚微米,是腔式BPM系统在线数据采集处理的最优选择.采用FFT方法对本样机信号进行处理,射频采样和中频采样的最优数据长度分别为8192点、256点.