[发明专利]一种横纵向束流肖特基信号探测器

说明书

本发明公开了一种横纵向束流肖特基信号探测器，其特征在于，包括探测器装置和信号传输电路，探测器装置包括真空靶室、上极板、下极板和若干信号引出馈通，信号传输电路包括两个放大器、一个合路器、一个微波开关和频谱仪。本发明公开的横纵向束流肖特基信号探测器，信号探测灵敏度高，可通过网络实现横向信号和纵向信号远程实时切换测量，极大方便物理人员测量调试环形加速器微弱束流的品质参数。

技术领域

本发明涉及加速器技术领域，具体涉及一种横纵向束流肖特基信号探测器。

背景技术

肖特基(Schottky)诊断是离子环形加速器中一个非常重要的非拦截式束流诊断手段。当粒子束流通过肖特基探针时，该肖特基探针可感应出有限数目粒子回旋产生的涨落统计信号，即束流肖特基信号，此信号主要有以下三种重要应用：(1)利用肖特基信号进行束流流强、能量、回旋频率、频率分布宽度、动量分布宽度以及机器tune值和色品参数的测量，进行机器研究；(2)计算肖特基信号功率谱，可得到功率谱中肖特基功率与离子数的正比关系，进行原子核质量和寿命的测量研究；(3)将肖特基信号当作随机冷却(Stochastic Cooling)系统的pickup信号，反馈于该系统kicker探针，使其同步校正粒子轨道，进行束流快速冷却，有效提高束流品质。

目前现行的各大重离子、质子环形加速器中均安装有不同形式的肖特基探针。例如，德国重离子研究中心GSI SIS18的静电感应电容型(capacitance)、ESR的条带(stripline)型和类共振腔(pill-box)型的肖特基探针；欧洲核子中心CERN大型强子对撞机LHC和美国布鲁克海文国家实验室BNL的RHIC采用的开槽慢波(slotted slow wave)型的肖特基探针。中国兰州重离子加速器冷却储存环(HIRFL-CSR)分别在主环CSRm和实验环CSRe装置了电容型和类共振腔型肖特基探针，主要进行机器参数研究和原子核寿命质量测量。

然而，当环内离子数少、流强极低(如低至微纳安量级)时，现有的信号探测器灵敏度低，极易受噪声本底干扰，信噪比很差，从而导致环形加速器微弱离子束流的横纵向信号无法观测，相应的机器参数研究及原子核寿命质量测量实验无法开展。

发明内容

本发明的目的在于提供一种横纵向束流肖特基信号探测器，用以解决现有的信号探测器灵敏度低、且无法实时观测横纵向肖特基信号的问题。

本发明提供一种横纵向束流肖特基信号探测器，包括探测器装置和信号传输电路，所述探测器装置包括真空靶室、上极板、下极板和若干信号引出馈通，所述上极板和所述下极板均包括一块感应板、两块翼板、前耳板和后耳板，两块翼板分别固定于所述感应板的左右两侧且均向外张开，前耳板和后耳板分别固定于所述感应板的前后两端且均背离于翼板；所述上极板和所述下极板沿着所述真空靶室的纵向固定于所述真空靶室内，且所述上极板的感应板与所述下极板的感应板相互平行；若干所述信号引出馈通设置于真空靶室的外壁上，包括若干上信号引出馈通和若干下信号引出馈通，所述上极板的前耳板和后耳板分别与若干上信号引出馈通相连接，所述下极板的前耳板和后耳板分别与若干下信号引出馈通相连接；所述信号传输电路包括两个放大器、一个合路器、一个微波开关和频谱仪，其中所述合路器括两个输入端、纵向信号输出端和横向信号输出端，所述微波开关包括第一输入接口、第二输入接口和输出接口，两个所述放大器的输入端连接于上信号引出馈通和下信号引出馈通；两个所述放大器的输出端分别连接于所述合路器的两个输入端，所述合路器的纵向信号输出端和横向信号输出端分别连接所述微波开关的第一输入接口和第二输入接口；所述微波开关的输出接口与所述频谱仪相连接。

优选地，所述感应板、所述翼板和所述耳板均为易导电的金属板且一块感应板、两块翼板、前耳板和后耳板一体成型。