粒子加速解决方案

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粒子加速器测试设备

为开发粒子加速器提供支持

粒子加速器在许多前沿研究领域都发挥着关键作用,包括基础科学研究和材料科学或医学等应用学科。这些加速器的技术元件必须满足最高标准,特别是在信号生成、信号放大以及电子测试与测量方面

罗德与施瓦茨积累了 80 多年的丰富经验,提供高能射频信号生成、信号放大和先进的测试与测量解决方案。我们与全球研究机构建立了长期的合作关系为世界各地的实验室和机构提供专业知识与市场领先的解决方案。我们在波束测试和安全粒子存储等方面拥有深厚的专业技能,帮助您满足粒子加速器测试的复杂要求。

波束测试和波束监测

回旋加速器或自由电子激光器 (FEL) 实验室中进行的加速器物理实验需要准确测量脉冲参数。例如,必须持续监控射频脉冲的脉冲波形,防止损坏加速器的速调管或偶极磁体。实验要求连续存储、下载并快速更新这些数据,而这非常具有挑战性,尤其是考虑到新一代 FEL 的脉冲重复频率达到了 100 Hz。

粒子注入和偏转

要保证同步辐射光源的恒流注入运行,需要全自动化的粒子注入过程。此外,对更高的波束能量和更大亮度的持续需求,也让安全性变得越来越重要。即使加速器中的波束出现轻微损耗也会引起问题,例如破坏机器的真空环境或损坏偶极磁体。这些要求推动了控制系统的重大改革,也让高度可靠的安全联锁系统变得重要,要求其必须以能够进行高频监测的示波器为基础。

高效的粒子注入(线性和圆形)需要超低相位噪声微波和射频信号源。这需要使用非常灵敏的相位噪声分析仪来测量和监测相位噪声。这种仪器也非常适合其他应用,例如低损耗加速、恒定能量束生成和实施特定的波束时间结构(单束、少束、多束等)。

波束同步定时
波束同步定时——超低相位噪声微波和射频 (RF) 信号源对于粒子加速器的高效运行至关重要。无论是低损耗加速、恒定能量束生成、高效注入粒子(线性和圆形)、实施特定的波束时间结构(单束、少束、多束等)还是其他应用,R&S®FSWP 相位噪声分析仪都能以出色的灵敏度测量和监测相位噪声。
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波束质量安全联锁系统
波束质量安全联锁系统——对更高的波束能量和更大亮度的持续需求,让安全性变得越来越重要,要求也更加复杂。即使加速器中的波束出现轻微损耗也会引起问题,例如破坏机器的真空环境或者损坏一个或多个偶极磁体,需要花费高昂费用进行维修,还会停机好几个星期。此外,要保证同步辐射光源的恒流注入运行,需要全自动化的粒子注入过程。这些要求推动了控制系统的重大改革,让高度可靠的安全联锁系统变得重要。R&S®RTO 是系统解决方案的核心,能够满足您的安全要求。
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中央波束监测
中央波束监测——加速器物理实验要求非常准确地测量脉冲参数或两个信号间的抖动。例如,必须持续监控射频脉冲的脉冲波形,防止损坏加速器的速调管或偶极磁体。这要求捕获每一个脉冲并连续记录数据,而这非常具有挑战性,因为新一代自由电子激光器 (FEL) 将脉冲重复频率提高到了 100 Hz。R&S®RTO 能够以高达 100 Hz 的速率采集脉冲波形并将其下载到电脑,确保不会遗漏任何一个脉冲。
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准确高效地传输和放大射频信号
准确高效地传输和放大射频信号——通常会将一组真空管(四极管、速调管等)和大功率 VHF/UHF 发射机与放大器组合在一起,以便满足目前的大功率射频信号源的要求,提供 10 kHz 至 50 GHz 的频率范围和 10 kW 至 2 MW 的功率范围。罗德与施瓦茨提供高效的发射机和宽带放大器产品组合,能够应对这些挑战,满足对高幅度和相位稳定性、低相位噪声、高能效、小尺寸和模块化设计的需求。
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应对粒子加速测试挑战

建造和运行粒子加速器面临许多复杂的挑战,需要物理学家、工程师和技术人员携手攻克难关。

粒子加速的关键挑战包括:

  • 加速器高效运行
  • 低损耗加速
  • 生成恒定能量束
  • 高效的粒子注入(线性和圆形)
  • 实施特定的波束时间结构
  • 准确测量脉冲参数或两个信号间的抖动
  • 保持出色的波束质量

了解粒子加速解决方案

罗德与施瓦茨提供经过验证的解决方案,可以应对粒子加速器测试的复杂挑战。在从开发到运行的整个测试周期,我们都能提供支持。

我们的设备可用于:

  • 高能粒子加速(例如在直线加速器、助推环和储存环中)
  • 高频 (100 Hz) 下的连续波束质量监测
  • 波束稳定化
  • 相位噪声测量
  • 系统优化和调整
  • 加速器专用部件的开发与验证

我们的粒子加速解决方案的优势

罗德与施瓦茨始终致力于提供优越的测试与测量解决方案。我们联合世界各地的研究合作伙伴共同研发先进的粒子加速解决方案。我们的服务和支持网络遍布全球,当地专家可以提供专业知识和现场支持。

选择我们的解决方案,获享以下优势:

  • 测量高效快速
  • 卓越的能源效率
  • 一流的粒子束质量和稳定性
  • 配置和操作简单
  • 全球服务网络提供持续支持和备件服务

如果您有任何问题,请与我们联系。

产品

R&S®FSWP 相位噪声分析仪和 VCO 测试仪

高端信号与频谱分析仪和相位噪声测试仪集于一体

产品信息

R&S®RTO6 示波器

提供丰富的测量工具和简单的用户界面

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罗德与施瓦茨宽带放大器

创新的紧凑型固态解决方案,具有出色的射频性能

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R&S®NRX 功率计

在低至 70 dbm 的电平条件下也具有出色的测量精度和速度

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R&S®MXO 5 示波器

新一代示波器,以创新演进应对更多挑战。

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粒子加速解决方案专题内容

宣传单:粒子加速器解决方案

本宣传单简要介绍了适合满足粒子加速器要求的罗德与施瓦茨仪器、设备和解决方案

下载传单

适用于直线加速器、助推环和储存环的固态放大器

高能粒子加速解决方案

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波束质量安全联锁系统

解决方案适合准确的波束稳定化和监测

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案例研究:CERN 移动网络监测

大规模、全天候的移动质量监测与服务等级验证

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