[发明专利]一种探测激光驱动质子束流横向位置的方法及装置

摘要

本发明提出了一种探测激光驱动质子束流横向位置的方法及装置，属于核技术及应用领域。本发明采用腔式BPM测量激光驱动质子束流，充分利用了激光驱动质子束流短脉冲、低发射度的特性，实现了在低电量、大横向分布等束流条件下对质子束流的位置测量，可以在PW级激光加速系统下达到好于1mm的位置分辨率能力。

主权项

1.一种探测激光驱动质子束流横向位置的方法，其步骤包括：1)针对激光驱动质子束团的大横向分布，利用其层流性质将其分割为许多微束，此时加权叠加所有微束的位置偏移信号，即可得到质子大横向分布的位置输出信号，表达式为：V_p‑total＝A₁Qx₀其中Q为激光驱动质子束团的电量，x₀为束团的横向偏移位置，其中ω为腔式BPM偶极模频率，Z为探测阻抗，Q_ext为腔式BPM外部品质因数，ε0为真空介电常数，a、b、L分别为腔式BPM的宽边、窄边、长度，T为渡越时间因子，σ_t为束团高斯分布的时间常数，τ＝Q_L/ω为衰减时间常数，Q_L为有载品质因数；2)针对激光驱动质子束团发散角，仍将其分割为许多微束，此时加权叠加每个微束的倾斜入射信号即可得到质子发散角的输出信号，表达式为：V_a‑total＝A₂Qθ₀其中θ₀为束团的倾斜角；3)叠加所有的输出信号V_total＝V_p‑total+jV_a‑total，并通过IQ解调，即可得到整体激光驱动质子束团的位置信号和发散角信号。