泰克實時頻譜分析儀助力X射線激光研制工作

泰克公司日前宣布，泰克RSA6114A實時頻譜分析儀已被日本的X射線自由電子激光(XFEL)項目采用。XFEL是受日本政府認(rèn)可的國家級關(guān)鍵技術(shù)，由日本同步輻射研究院(JASRI)和RIKEN共同開發(fā)。這些研究機(jī)構(gòu)已經(jīng)為XFEL建立了SPring-8聯(lián)合項目。通過支持速調(diào)管真空管放大器的穩(wěn)定運行，泰克RSA6114A實時頻譜分析儀將促進(jìn)SPring-8 X射線激光的研制工作。

目前聯(lián)合項目正在研制一種強(qiáng)大的X射線激光用以考察材料的詳細(xì)結(jié)構(gòu)和瞬態(tài)行為。為開發(fā)X射線激光技術(shù)，聯(lián)合項目建立了“XFEL/SPring-8”原型，該設(shè)備使用巨大的能量加快電子運動，使電子通過定期變化的磁場，生成X射線激光。在XFEL中，電子被加速到光速的99.9999%。為實現(xiàn)這種效果，作為加速器管的純銅管在線性加速器中并排成線，使用高頻高電場把電子從微波傳送到加速器管中，從而達(dá)到加速效果。它使用脈沖調(diào)制器及稱為速調(diào)管的真空管放大器，生成微波脈沖，然后以每秒60次(60 Hz)的頻率傳送到加速器管中。為保證穩(wěn)定的加速性能，這些微波脈沖中的穩(wěn)定性至關(guān)重要。

XFEL/SPring-8包括一個微波脈沖監(jiān)測系統(tǒng)，捕獲檢測到的微波信號，并通過網(wǎng)絡(luò)把這些信號記錄到存儲器中。在查看被監(jiān)測脈沖的同時，它調(diào)節(jié)脈沖生成的時間和相位等因素。由于在存儲器記錄期間只能捕獲一個脈沖，因此分析大量的脈沖要求的工作量非常大。此外，由于在監(jiān)視器中同時使用檢測振蕩器和速調(diào)管振蕩器，使得振蕩器特定的靜電隱藏了起來，因此必須使用擁有不相關(guān)振蕩器的不同測量設(shè)備。

為解決這些問題，XFEL/SPring-8特別采用了泰克RSA6114A實時頻譜分析儀?！疤┛薘SA6114A實時頻譜分析儀是市場上唯一能夠滿足我們要求的產(chǎn)品?！蔽锢砗突瘜W(xué)研究院高級電子束物理實驗室RIKEN SPring-8中心的Hirokazu MAESAKA博士說，“RSA6114A調(diào)試的頻率范圍在9 kHz到14 GHz之間，足以覆蓋速調(diào)管的中心頻率：2.856 GHz和5.712 GHz。110 MHz時捕獲帶寬的存儲深度是1.706秒，60 MHz時捕獲帶寬的存儲深度是3.413秒。此外，RSA6114A能夠測量脈沖上升時間、脈寬、峰值功率、平均功率和頻率偏差，還可以進(jìn)行快速分析并列出單個脈沖?！?

該聯(lián)合項目預(yù)計將在2010財年開始商業(yè)運作，目前已經(jīng)建立了總長度超過600米的XFEL/SPring-8。在該設(shè)備投入運行時，它將能以8 G電子伏特(GeV)的加速能量，產(chǎn)生0.06 nm的振蕩波長從而生成X射線激光。為更有力的支持線性加速器，該聯(lián)合項目還計劃安裝60支速調(diào)管用以處理5.712 GHz的微波。同時，泰克RSA6114A還將用于XFEL/SPring-8，分析速調(diào)管放大脈沖前后的頻譜差異以及頻譜隨時間變化的情況。