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

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

© Soleil.
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Su misión

Los experimentos en la física de la aceleración, p. ej. en laboratorios de sincrotrones, exigen a menudo medidas muy precisas de parámetros de pulsos o de jitter entre dos señales. Estos datos deben medirse al efectuar el inicio y la caracterización de la configuración experimental, así como durante la operación para la supervisión continua. Para la monitorización, los datos deben almacenarse y descargarse con una alta frecuencia de actualización para poder captar cada pulso en un láser de electrones libres que opera p. ej. a 100 Hz.

Solución Rohde & Schwarz

El R&S®RTO/RTP es un equipo especialmente apreciado por los investigadores por su excelente precisión. La etapa de entrada de bajo ruido y el convertidor A/D monolítico de un núcleo con 10 Gmuestras/s ofrecen una resolución efectiva de > 7 ENOB que garantizan la precisión de los datos de medición. La resolución de muestreo de 100 ps permite detectar componentes de señal de alta frecuencia. La arquitectura del disparo digital es la clave para obtener el bajo jitter de disparo de 1 ps (valor cuadrático medio). La opción de oscilador de cristal controlado por horno (OCXO) R&S®RTO-B4 mejora la precisión de base de tiempo a 0,2 ppm, lo que resulta importante para minimizar derivas a largo plazo. El R&S®RTO/RTP realiza las medidas muy rápido: los 600 000 test de máscara por segundo detectan desviaciones de señal más rápido que nunca. En conclusión, el R&S®RTO/RTP es perfecto para muchos laboratorios que necesitan realizar medidas 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 modo de recarga continua en la operación de fuentes de luz de sincrotrón, el proceso de inyección debe automatizarse por completo. Esto exige cambios sustanciales en el sistema de control y plantea la necesidad de un nuevo sistema de bloqueo de seguridad para prevenir daños en el sincrotrón, por ejemplo. El R&S®RTO es la herramienta ideal para este tipo de sistemas de bloqueo de seguridad. Su rápido test de máscara supervisa el impulso que activa la inyección en un sincrotrón. El R&S®RTO/RTP previene que el sincrotón se averíe impidiendo el proceso de inyección si los impulsos no son correctos y si se infringe la máscara. Adicionalmente, la posibilidad de operación remota integral es una gran ventaja, ya que los expertos pueden ofrecer asistencia a distancia para la resolución de problemas y disponer de acceso irrestringido al R&S®RTO/RTP.

Las formas de onda se pueden capturar y descargar a hasta 100 Hz
Las formas de onda se pueden capturar y descargar a hasta 100 Hz
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Monitorización de impulsos de RF en el trayecto de aceleración de láseres de electrones libres

En los láseres de electrones libres (FEL), la forma de los impulsos de RF se supervisa de forma continua para prevenir daños en el acelerador. Para ello es necesario capturar cada pulso individual y registrar los datos continuamente. La última generación de FEL aumenta la velocidad de impulsos a 100 Hz.El R&S®RTO/RTP permite adquirir formas de onda y descargarlas en un PC a una velocidad de 100 Hzpara capturar cada uno de los impulsos.

El jitter entre dos señales se puede medir con una precisión por debajo de los picosegundos
El jitter entre dos señales se puede medir con una precisión por debajo de los picosegundos
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Jitter entre pulso de láser y sincrotrón

En muchos experimentos es necesario sincronizar fuentes pulsadas distintas. Un ejemplo es el ajuste de un pulso de láser con una fuente de sincrotrón basado en la medida del retardo. Para la exactitud de la medida es esencial reducir al mínimo cualquier jitter entre ambos. El sistema de disparo digital de alta precisión del R&S®RTO/RTP junto con la opción OCXO es la única forma de alcanzar la precisión en el rango por debajo de los picosegundos para la correlación temporal entre dos impulsos. El usuario puede analizar los resultados de la medida de retardo en las estadísticas, el histograma de distribución y la tendencia a largo plazo.

Medidas precisas de distribución de disparo

La señal de disparo de un sincrotrón o FEL es esencial para los experimentos con resolución de tiempo. La señal de disparo, que está generalmente disponible en la sala de control, debe distribuirse por todo el instituto de investigación. Para alcanzar una precisión por debajo de los picosegundos es necesario corregir las fluctuaciones térmicas y otras fluctuaciones que afectan a la señal. ¿Cómo se caracteriza un sistema de distribución de disparo de este tipo? La arquitectura de disparo digital del R&S®RTO/RTP y la opción R&S®RTO-B4 OCXO permiten alcanzar una precisión extraordinaria de menos de 1 ps en impulsos separados por periodos de varios microsegundos.

Comparación de jitter de disparo con disparo analógico (izda.) y disparo digital (dcha.)
Comparación de jitter de disparo con disparo analógico (izda.) y disparo digital (dcha.)