[发明专利]一种快速束团横向尺寸和位置的提取方法

权利要求书

1.一种快速束团横向尺寸和位置的提取方法，其特征在于：利用光电倍增管连续四通道的光电流信号，提取逐圈和逐束团横向截面尺寸和位置，具体实现步骤如下：

设g_i(i＝1,2,3,4)为归一化通道响应增益因子并且g₂＝1，S_ln(σ,δ)和P_ln(σ,δ)为当连续四通道响应特性一致，即g₁=g₂=g₃=g₄=1时，束团的尺寸信号和位置信号，d_s和d_p为理论通道增益标定参数，σ为多阳极光电倍增管处光斑尺寸，δ为多阳极光电倍增管处光斑中心位置；

第一步，根据同步光成像特点，得到光电倍增管处光强分布Φ(x)，对Φ(x)进行积分得到与积分值呈正比的光电流I_i(i＝1,2,3,4)；

第二步，对光电流I_i(i＝1,2,3,4)进行对数处理，得到束团尺寸信号S_ln(σ,δ)和束团位置信号P_ln(σ,δ)；

第三步，在通道响应特性一致时，对S_ln(σ,δ)关于光斑尺寸σ线性拟合得到理想尺寸信号S_ln(σ)，对P_ln(σ,δ)关于光斑位置δ线性拟合得到理想位置信号P_ln(δ)；

第四步，在通道响应特性存在差异情况下，即当归一化通道响应增益因子g_i(i＝1,2,3,4)不全相等时，根据近似处理后位置信号随光斑位置δ的变化关系以及理想尺寸信号S_ln(σ)，计算得到实际通道增益标定参数和将计算结果代入修正公式得到修正尺寸信号和修正位置信号

第五步，计算通道增益修正后尺寸信号与理想尺寸信号S_ln(σ)之间的相对误差，修正后位置信号与理想位置信号P_ln(δ)之间的相对误差。

2.根据权利要求1所述的一种快速束团横向尺寸和位置的提取方法，其特征在于：所述第一步中，根据同步光成像特点得到光电流I_i(i＝1,2,3,4)方法为：

选择多阳极光电倍增管连续四个通道，将同步光垂直投射到多阳极光电倍增管表面，所得光电流I_i(i＝1,2,3,4)正比于相应有效通道区域内光强度的积分。

3.根据权利要求1所述的一种快速束团横向尺寸和位置的提取方法，其特征在于：所述第二步中，根据光电流I_i(i＝1,2,3,4)得到尺寸信号S_ln(σ,δ)和位置信号P_ln(σ,δ)的方法为：

分别对光电流I_i(i＝1,2,3,4)进行对数运算，得到ln(I_i)(i＝1,2,3,4)，根据对数运算的特点，得到束团尺寸信号S_ln(σ,δ)和位置信号P_ln(σ,δ)的表达式。

4.根据权利要求1所述的一种快速束团横向尺寸和位置的提取方法，其特征在于：所述第三步中，当g₁=g₂=g₃=g₄=1时，拟合得到理想尺寸信号S_ln(σ)和位置信号P_ln(δ)的方法为：

(1)令δ=0mm，改变光斑尺寸σ，得到尺寸信号S_ln(σ)随光斑尺寸σ变化的线性关系，拟合得理想尺寸信号方程S_ln(σ)＝0.03924+0.69σ；当σ=0.8～2mm时，计算尺寸信号随光斑位置的变化关系，得到归一化尺寸信号在δ=±2mm范围位置影响不超过1%；

(2)当σ=0.8～2mm时，改变光斑位置δ，得到位置信号P_ln(δ)随光斑位置δ变化呈线性关系，线性范围超过±2mm，其拟合方程近似为P_ln(δ)≈2δ；改变光斑尺寸σ，计算得到当σ=0.8～2mm时，尺寸对位置信号灵敏度的影响小于0.65%。