緊湊型THz-FEL源的束斑檢測系統(tǒng)的研制.pdf

1、太赫茲自由電子激光(THz-FEL)因其光波段位于紅外波段和微波波段之間而具有一些獨(dú)特的性質(zhì)。基于太赫茲輻射成像技術(shù)，在軍事通訊、安全檢查等前沿領(lǐng)域，THz-FEL能夠得到充分的利用和發(fā)展。世界各地的學(xué)者都十分關(guān)注對THz-FEL的研究，在國家科技部等支持下，華中科技大學(xué)建造了一臺能量為14MeV緊湊型THz-FEL源直線加速器。
　　本文所做工作正是為了給這臺加速器的穩(wěn)定運(yùn)行提供必要的監(jiān)控手段，這其中包括束斑橫向截面尺寸的測量、

2、束流橫向發(fā)射度的測量以及束流能散的測量。這些參數(shù)描述了束流的特性和行為，最終決定了出射自由電子激光性能是否能達(dá)到要求，是衡量一臺加速器束流品質(zhì)的重要參數(shù)。
　　束斑橫向截面尺寸的測量是測量其他橫向參數(shù)的基礎(chǔ)，本文為該加速器搭建了一套束斑檢測系統(tǒng)。所測量的束斑橫向截面尺寸經(jīng)后續(xù)數(shù)據(jù)處理可得到束流的發(fā)射度以及能散。束斑檢測系統(tǒng)由兩個部分組成，分別為步進(jìn)電機(jī)控制系統(tǒng)和束斑采集處理系統(tǒng)?；趯Σ竭M(jìn)電機(jī)的運(yùn)動控制，步進(jìn)電機(jī)控制系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)把

3、束測元件移動到合適的位置，為束斑的圖像采集提供條件;束斑采集處理系統(tǒng)則是利用CCD相機(jī)對束斑圖像進(jìn)行采集，然后把采集到的圖像傳輸給主控計(jì)算機(jī)，經(jīng)過計(jì)算機(jī)中的數(shù)據(jù)處理程序處理后，得到束斑的橫向截面尺寸。步進(jìn)電機(jī)的控制程序和圖像的數(shù)據(jù)處理程序都是使用LabVIEW編寫，對此本文也詳細(xì)介紹了LabVIEW的相關(guān)知識。
　　本文對束斑的空間分布曲線進(jìn)行高斯曲線擬合得到其曲線的標(biāo)準(zhǔn)差，即為束斑對應(yīng)的橫向截面尺寸。同時本課題采用四極鐵強(qiáng)度掃描