El R&S®RTO/RTP en la física de aceleradores

En la física de la aceleración, a menudo deben medirse frecuencias de señal pulsada. El sistema de disparo digital y la etapa de entrada de bajo ruido del osciloscopio digital R&S®RTO/RTP permiten realizar mediciones de alta precisión requeridas para caracterizar la instalación experimental. Diversas funciones de medición especialmente desarrolladas para los laboratorios de física de la aceleración facilitan un análisis detallado de las señales.

© Soleil.
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Su tarea

Los experimentos en física de la aceleración, como en laboratorios de sincrotrón, a menudo requieren mediciones muy precisas de los parámetros de impulso o de la inestabilidad entre dos señales. Estos datos deben medirse en el inicio y en la caracterización de la configuración experimental, así como en el transcurso del monitoreo continuado. Para el monitoreo, los datos deben almacenarse y descargarse a una velocidad de actualización rápida para poder capturar todos los impulsos de un láser de electrones libres que opera a 100 Hz, por ejemplo.

Solución de Rohde & Schwarz

Los investigadores apreciarán la precisión sobresaliente del R&S®RTO/RTP. El front-end con un bajo nivel de ruido y el convertidor analógico-digital monolítico de 10 GSa/s con un solo núcleo ofrecen una resolución efectiva de > 7 ENOB para unos datos de medición precisos. La resolución de muestreo de 100 ps permite detectar componentes de señal de alta frecuencia. La arquitectura de disparador digital es clave en una inestabilidad de disparo baja de 1 ps (valor cuadrático medio). La opción de oscilador controlado por horno (OCXO)R&S®RTO-B4 mejora la precisión de base de tiempo de 0.2 ppm, lo cual es importante para minimizar las desviaciones a largo plazo. El R&S®RTO/RTP realiza mediciones rápidas: 600 000 pruebas de máscara/s detectan desviaciones de señal con mayor velocidad que nunca antes. En general, el R&S®RTO/RTP es perfecto para muchos laboratorios que necesitan realizar mediciones precisas en aplicaciones de física de aceleradores, con sincrotrones o láseres de electrones libres.

Aplicación

Sistema de bloqueo de seguridad de calidad del haz

Con la introducción del funcionamiento de relleno constante de las fuentes de luz de los sincrotrones, el proceso de inyección tiene que estar completamente automatizado. Esto requiere cambios importantes en el sistema de control y en las unidades que requieren un nuevo sistema de bloqueo de seguridad para evitar daños, por ejemplo, en el sincrotrón. El R&S®RTO/RTP es la herramienta ideal para estos sistemas de interbloqueo de seguridad. Sus pruebas de máscara rápidas monitorean el impulso que acciona el activador de inyección de un sincrotrón. El R&S®RTO/RTP evita los daños en el sincrotrón al detener el proceso de inyección si los impulsos del activador no son correctos y si se infringe la máscara. Además, la operabilidad completa remota es una gran ventaja porque los expertos pueden localizar averías de forma remota mientras tienen acceso completo al R&S®RTO/RTP.

Las formas de onda se pueden adquirir y descargar a una velocidad de hasta 100 Hz
Las formas de onda se pueden adquirir y descargar a una velocidad de hasta 100 Hz
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Monitoreo de los impulsos de radiofrecuencia en la ruta de aceleración de láseres de electrones libres

En los láseres de electrones libres (FEL) la forma del impulso de los impulsos de radiofrecuencia se monitorea constantemente para evitar daños en el acelerador. Esto requiere que cada impulso se capture y se graben constantemente los datos. El láser de electrones libres de última generación aumenta la velocidad de impulsos a 100 Hz.El R&S®RTO/RTP permite adquirir formas de onda y descargarlas a una PC a una velocidad de 100 Hzpara capturar cada uno de los impulsos.

La inestabilidad entre dos señales se puede medir con una precisión inferior a picosegundos
La inestabilidad entre dos señales se puede medir con una precisión inferior a picosegundos
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Inestabilidad entre impulsos de láser y el sincrotrón

En muchos experimentos, deben sincronizarse distintas fuentes de impulsos. Un ejemplo es la alineación de un impulso de láser con una fuente de sincrotrón basada en la medición de retardo. Para la precisión de la medición es vital que se minimice cualquier inestabilidad entre los dos. El preciso sistema de disparo digital del R&S®RTO/RTP en combinación con la opción OCXO es el único modo de alcanzar una precisión en el rango debajo de los picosegundos para la correlación de tiempo entre dos impulsos. El usuario puede analizar los resultados de medición de retardo en las estadísticas de medición, el histograma de distribución y la tendencia a largo plazo.

Mediciones de precisión de distribución del disparador

La señal de disparador de un sincrotrón o FEL es crucial para los experimentos determinados por el tiempo. La señal de disparo, que normalmente está disponible en la sala de control, debe distribuirse por todo el instituto de investigación. Para llegar a una precisión inferior a picosegundos, deben corregirse las fluctuaciones térmicas y otras fluctuaciones de señal. ¿Cómo se caracteriza un sistema de distribución de disparo como este? La arquitectura del sistema de disparo digital del R&S®RTO/RTP junto con la opción R&S®RTO-B4 OCXO permiten una precisión sobresaliente de menos de 1 ps en impulsos separados por periodos de varios microsegundos.

Comparación de jitter de disparo con disparo analógico (izquierda) y disparo digital (derecha)
Comparación de jitter de disparo con disparo analógico (izquierda) y disparo digital (derecha)