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Design and development of radio frequency system for pulse positron low energy beam and its electron beam trials
Journal of Instrumentation ( IF 1.3 ) Pub Date : 2021-09-03 , DOI: 10.1088/1748-0221/16/09/t09002
S. Shrotriya 1 , S. Mukherjee 2 , S.S. Jena 1 , A. Shiju 1 , N. Patel 1 , P. Maheshwari 2 , S.K. Sharma 2 , D. Dutta 2 , K. Sudarshan 2 , M. Pande 1 , G. Joshi 1 , P.K. Pujari 2, 3
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Details of the design and development of radio frequency (RF) system at 37.5 MHz and 150 MHz and initial test results of electron beam trials of a pulsed positron beam line being developed at BARC, Mumbai are presented in this paper. The RF part of the beam line is based on the conventional positron pulsing technique of chopper-pre buncher-buncher arrangement. Picosecond (ps) pulsing is achieved by a 150 MHz quarter wave resonator, which times focuses the chopped positron beam onto the sample. The chopper and pre buncher, preceding the buncher, are designed to operate at one-fourth of the frequency of the buncher. The reflection type grid chopper uses sinusoidal waves riding on a DC offset to chop the incoming beam into less than 2 ns pulses. These various structures were excited by the RF power coupled from an overall two frequency RF system. This RF system comprises of amplifiers at 37.5 MHz and 150 MHz that derive a single common input from an arbitrary frequency generator (AFG) to reduce the timing distortion, their respective impedance matching units and RF coupling lines made of RF components used for amplitude and phase adjustments and then, feeds the RF power to these structures. The RF system was initially tested on a prototype setup before incorporating in the main pulsed positron beam line. RF interference suppression techniques like filtering and shielding were used to ensure minimum interference between RF signals and the various detector electronics. Before positron beam trials, electron beam trials were performed in the positron beam line. A final pulse width 280 ps was measured with an electron beam.



中文翻译:

脉冲正电子低能束射频系统设计开发及电子束试验

本文详细介绍了 37.5 MHz 和 150 MHz 射频 (RF) 系统的设计和开发以及孟买 BARC 正在开发的脉冲正电子束线的电子束试验的初始测试结果。光束线的射频部分基于传统的斩波器-预聚束器-聚束器排列的正电子脉冲技术。皮秒 (ps) 脉冲由 150 MHz 四分之一波谐振器实现,该谐振器将切碎的正电子束聚焦到样品上。斩波器和聚束器之前的预聚束器设计为以聚束器频率的四分之一运行。反射型栅格斩波器使用直流偏置上的正弦波将入射光束斩波为小于 2 ns 的脉冲。这些不同的结构由从整个双频射频系统耦合的射频功率激发。该 RF 系统由 37.5 MHz 和 150 MHz 的放大器组成,这些放大器从任意频率发生器 (AFG) 获得单个公共输入以减少时序失真,它们各自的阻抗匹配单元和由用于幅度和相位的 RF 组件制成的 RF 耦合线调整,然后将射频功率馈送到这些结构。射频系统最初在原型设置上进行了测试,然后再结合到主脉冲正电子束线中。使用过滤和屏蔽等射频干扰抑制技术来确保射频信号和各种检测器电子设备之间的干扰最小。在正电子束试验之前,在正电子束线中进行电子束试验。用电子束测量的最终脉冲宽度为 280 ps。5 MHz 和 150 MHz 从任意频率发生器 (AFG) 获得单个公共输入以减少时序失真,它们各自的阻抗匹配单元和由用于幅度和相位调整的射频组件制成的射频耦合线,然后馈送射频这些结构的权力。射频系统最初在原型设置上进行了测试,然后再结合到主脉冲正电子束线中。使用过滤和屏蔽等射频干扰抑制技术来确保射频信号和各种检测器电子设备之间的干扰最小。在正电子束试验之前,在正电子束线中进行电子束试验。用电子束测量的最终脉冲宽度为 280 ps。5 MHz 和 150 MHz 从任意频率发生器 (AFG) 获得单个公共输入以减少时序失真,它们各自的阻抗匹配单元和由用于幅度和相位调整的射频组件制成的射频耦合线,然后馈送射频这些结构的权力。射频系统最初在原型设置上进行了测试,然后再结合到主脉冲正电子束线中。使用过滤和屏蔽等射频干扰抑制技术来确保射频信号和各种检测器电子设备之间的干扰最小。在正电子束试验之前,在正电子束线中进行电子束试验。用电子束测量的最终脉冲宽度为 280 ps。它们各自的阻抗匹配单元和由用于幅度和相位调整的射频组件制成的射频耦合线,然后将射频功率馈送到这些结构中。射频系统最初在原型设置上进行了测试,然后再结合到主脉冲正电子束线中。使用过滤和屏蔽等射频干扰抑制技术来确保射频信号和各种检测器电子设备之间的干扰最小。在正电子束试验之前,在正电子束线中进行电子束试验。用电子束测量的最终脉冲宽度为 280 ps。它们各自的阻抗匹配单元和由用于幅度和相位调整的射频组件制成的射频耦合线,然后将射频功率馈送到这些结构中。射频系统最初在原型设置上进行了测试,然后再结合到主脉冲正电子束线中。使用过滤和屏蔽等射频干扰抑制技术来确保射频信号和各种检测器电子设备之间的干扰最小。在正电子束试验之前,在正电子束线中进行电子束试验。用电子束测量的最终脉冲宽度为 280 ps。射频系统最初在原型设置上进行了测试,然后再结合到主脉冲正电子束线中。使用过滤和屏蔽等射频干扰抑制技术来确保射频信号和各种检测器电子设备之间的干扰最小。在正电子束试验之前,在正电子束线中进行电子束试验。用电子束测量的最终脉冲宽度为 280 ps。射频系统最初在原型设置上进行了测试,然后再结合到主脉冲正电子束线中。使用过滤和屏蔽等射频干扰抑制技术来确保射频信号和各种检测器电子设备之间的干扰最小。在正电子束试验之前,在正电子束线中进行电子束试验。用电子束测量的最终脉冲宽度为 280 ps。

更新日期:2021-09-03
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