导读:本文包含了到达时间测量论文开题报告文献综述、选题提纲参考文献及外文文献翻译，主要关键词:测量,脉冲,时间,光子,射线,自由电子,量子。
到达时间测量论文文献综述
曹珊珊[1]（2019）在《基于腔式探头的束流到达时间及电荷量测量关键技术研究》一文中研究指出自由电子激光(Free electron laser,FEL)相比于传统的光源具有极高的峰值亮度、超短的脉冲长度以及优越的时间空间相干性等极其优异的特性,使得FEL能够用于目前科学尚未触及的研究领域,比如磁成像、泵浦-探测超快化学、量子材料等。并且自21世纪以来,高增益型的FEL装置取得了重大技术突破,这也激发了近些年高增益FEL装置在全世界的迅速发展。目前中国也在计划建设高增益FEL装置,包括上海软X射线FEL装置(SXFEL,在建)和上海硬X射线自由电子激光装置(SHINE,在建)。对于此类FEL装置,高分辨率的束流到达时间测量和高精度的束团电荷量测量是亟待解决的关键技术问题。从FEL装置运行的角度来说,FEL装置工作的基本原理是电子束与种子激光之间的相互作用,而要使得两者之间能够产生相互作用,必须尽可能提高两者在叁维空间的重合程度,其中横向可以使用束流位置检测器测量,而纵向则需要精确地测量电子束的到达时间并以此为基础调节激光脉冲的时序。对于SXFEL装置而言,束流到达时间的测量分辨率要求至少达到百fs量级。而从FEL用户实验的角度来说,尤其是有高时间分辨要求的实验,也需要精确测定束流到达时间,分辨率应至少与束团长度相当,达到百fs量级。另一方面,束团电荷量是装置运行中必须在线监测的,表征电子束流状态最重要、最基本的参数之一,电荷量精确测量也是电荷量反馈、束损监测分析、束流寿命测量以及相关联锁工作的基础。因此,本课题选择高分辨率的束流到达时间和高精度的束团电荷量测量关键技术为主要研究方向。目前,束流到达时间测量主要有两种方法:电光采样法和射频相位腔法。其中电光采样法是利用宽带探头耦合的束流信号对超短激光脉冲进行幅度调制,从而通过激光脉冲的幅度判断束流到达时间信息。这种方法具有高灵敏度和高时间分辨率的特点,但是系统相对复杂、调试困难且成本很高。电光采样法主要被应用于欧洲的大部分FEL装置上,目前分辨率最好可达到6 fs。射频采样法则利用探头耦合出的窄带信号经过混频输出中频信号,通过检测中频信号的相位来计算束流到达时间信息。这种方法目前最佳的分辨率为LCLS的13 fs,虽然分辨率不及前者,但是已经满足SXFEL装置的运行需求,并且系统结构相对简单、调试方便且成本低,优化空间大,目前被广泛用于北美和亚洲的FEL装置上,比如LCLS、SACLA、SCSS、PAL-XFEL等。因此,本课题将着重研究基于射频相位腔法测量束流到达时间的相关技术。对于束团电荷量测量而言,目前的测量方法很多,并且很多产品已经实现商业化。常用的束流流强检测器(Beam current monitor,BCM)有:法拉第筒、DCCT、ICT以及纽扣型/条带型或腔式束流流强检测器。其中法拉第筒为拦截型检测器,DCCT不适用于单个脉冲电荷量的测量,ICT虽然可以用于单脉冲测量但是基线易受干扰。纽扣型/条带型BCM可实现较高分辨率的电荷量相对测量,但是有比较明显的束流横向位置依赖性。腔式BCM为窄带系统,此类系统通过将同一物理量重复采样平均可以得到很高的分辨率,且无明显的束流横向位置依赖性。因此本课题将同样采用腔式探头测束团电荷量。综上所述,本文主要研究基于腔式探头的束流到达时间及束团电荷量测量的关键技术,具体内容包括:束流到达时间/束团电荷量测量方案研究;腔式探头的设计方法研究及研制;射频信号采集方法研究;基于腔式探头的束流到达时间及束团电荷量测量系统在SXFEL装置上的实现及束流实验;基于腔式探头的束团电荷量测量系统在SSRF装置上的实现及测试;除此之外,本课题还将简单研究适用于超高重频FEL装置的腔式束流位置测量探头的研制和应用。(本文来源于《中国科学院大学(中国科学院上海应用物理研究所)》期刊2019-06-01）
汪金国[2]（2019）在《基于电光调制方案的高精度束流到达时间测量研究》一文中研究指出自由电子激光(free electron laser,FEL)的蓬勃发展推动着诊断技术的不断进步。FEL装置的飞秒量级束流抖动测量、FEL装置基于束团反馈实现十几飞秒的束流到达时间稳定性控制和泵浦探测(pump-probe)实验飞秒量级的FEL脉冲到达时间测量都离不开高精度束流到达时间测量系统(Bunch Arrival-time Measurement,BAM)。随着我国FEL的不断发展,不管是采用基于外种子型运行模式的上海软X射线自由电子激光装置(Shanghai Soft X-ray FEL facility,SXFEL)和大连相干光源(Dalian Coherent Light Source,DCLS),还是采用基于SASE运行模式的硬X射线自由电子激光装置(Shanghai HIgh repetitio N rate XFEL and Extreme light facility,SHINE),都对装置的束流到达时间测量分辨率提出了更高的要求。在这样的历史机遇下,本论文以SXFEL为背景,开展高精度束流到达时间测量研究具有重要的实际应用价值。论文对国际上各主流实验室BAM的研究进展进行了充分的调研。相较于传统射频BAM方案,基于电光调制方案的BAM方案在长距离FEL装置中能获得更高的时间分辨率,满足同步实验中最为苛刻的pump-probe实验的测量精度。为满足SXFEL和SHINE对高精度束流到达时间测量分辨率的需求,开展了基于电光调制方案的高精度束流到达时间测量的研究。论文首先从BAM系统概述出发,引出组成BAM系统的各个子系统,并对光学同步系统的时间稳定性做了理论概述;介绍了Button型和Cavity型这两种可以作为专用BAM信号耦合腔类型选取的信号耦合机理。搭建了BAM电光前端原型机。从光学同步系统传输来的激光脉冲阵列在BAM电光前端原型机中被光分路器分成两路,其中一个路作为被调制光输入电光强度调制器(Electro-Optical intensity Modulator,EOM),另一个路作为模数转换器(Analog Digital Converter,ADC)的采样时钟,以保持与调制路激光脉冲同步。BAM耦合腔耦合出的射频信号通过EOM调制脉冲幅度,将射频信号中的到达时间信息编码进激光脉冲的幅度中。EOM作为调制过程的关键器件,建立了EOM关于外加电场与激光脉冲幅度的关系理论模型,并给出了束流到达时间测量分辨率的理论计算公式。实现BAM电光前端原型机中薄铝板5.5 m K(rms)温度稳定性控制,满足BAM系统的精度控制要求。开展了对BAM电光前端原型机中电光调制过程理论模型的实验验证,实验数据拟合与理论建模匹配度很好,这对BAM系统进一步优化有指导意义。搭建了BAM读出电子学原型机。对从BAM电光前端原型机传输来的受过调制的激光脉冲和时钟脉冲进行光电转换、放大、功分和衰减等脉冲波形调理处理。利用FPGA技术实现数据处理和通讯,提出通过数据位对齐时钟的校准方法解决了数据高速传输的不稳定性;通过FIFO的跨时钟域信号处理实现异步时钟同步化,同时利用外部触发信号截取包含携带束流到达时间信息的脉冲数据,实现无效数据的滤除;提出基于BAM读出电子学方案测试EOM的传输曲线以确定偏置电压静态工作点,解决了基于光功率计测试方案的繁琐和实时性差等问题,实现动态追踪。最后,我们对BAM系统进行了性能测试、评估和优化。其中,探测精度是一个可以衡量BAM系统性能的重要参数。测试结果表明所搭建的BAM系统归一化瞬时脉冲幅度噪声探测精度为0.28%,该精度接近国际同类型系统水平,这为SXFEL、DCLS和SHINE实现束流到达时间<10 fs的测量分辨率打下很好的基础。(本文来源于《中国科学院大学(中国科学院上海应用物理研究所)》期刊2019-05-01）
卿浩博,徐汉林,甘建超,李和平,唐凌[3]（2018）在《弱信号条件下到达时间提取及脉宽测量方法》一文中研究指出针对弱信号情况下的检测问题,提出了一种上升沿到达时间提取及脉宽测量方法。根据滤波器长度与信号脉宽之间的大小关系,分叁种情况推导出相关计算公式。最后通过计算机实验验证了在低信噪比(SNR)、不同到达时间、不同脉宽条件下所提方法的均方根误差,仿真分析表明所提方法具有很好的参数测量精度。(本文来源于《电子信息对抗技术》期刊2018年04期）
向劲松,贾元明,王应,查高孟[4]（2018）在《基于光子到达时间测量的光子探测阵列信号时隙同步方法》一文中研究指出提出了一种基于光子到达时间测量的光子探测阵列信号时隙同步方法。通过测量每个支路不同光子的到达时间,得到每个光子的到达时间相对于脉冲位置调制时隙位置的偏移量,统计得到不同偏移量处的光子分布。在频偏存在的情况下,光子分布更加平坦;在初始相偏存在的情况下,光子分布峰值会偏离中心位置。把均方误差或二阶矩作为不同频偏和初始相偏情况下同步程度的衡量标准,利用搜索的方式实现时隙同步。仿真结果表明,在计数时钟频率为时隙时钟频率两倍及以上的情况下,所提方法能实现时隙同步。(本文来源于《中国激光》期刊2018年09期）
周明薇[5]（2014）在《X射线脉冲星光子到达时间测量电路的设计》一文中研究指出X射线脉冲星导航是未来深空自主导航的一种方法,该方法采用脉冲星X射线脉冲作为导航信号源,具有独立性好、使用权不受限制、能够提供精准的时间参考等优点,因此美国、欧洲以及日本等许多国家都展开了脉冲星导航的研究。X射线脉冲星脉冲到达时间(Time of Arrival,TOA)作为脉冲星导航中的关键参数之一,对脉冲星导航定位有重要影响。脉冲到达时间TOA的测量由X射线脉冲星光子到达时间的测量、采集与处理等步骤实现。X射线脉冲星光子到达时间的测量具有测量精度高、动态范围大的特点,目前还没有成熟的针对脉冲星光子到达的时间测量电路。本论文研究的内容来自X射线拼接探测器时间测量电路的研制项目,目的在于研究一种可以在航天器导航系统中利用脉冲星X射线光子脉冲的方案,为了解决时间测量电路中难以同时获得大动态与高分辨率存在的难题,本论文主要对时间测量电路技术与方法进行了研究。实现时间测量电路的方法有多种,包括计数器技术、电流积分技术、时间放大技术、游标卡尺等技术以及时间测量专用芯片。上述测量技术由于原理、器件性能或工艺等方面的限制,均无法满足脉冲星X射线到达时间测量的设计要求;时间测量专用测量芯片具有测量精度高的特点,但在动态范围以及针对脉冲星X射线光子到达时间测量的多通道等方面却难以满足要求。本文采用粗时间测量与细时间测量相结合技术,提出了基于延时单元的TDC方法,利用Xilinx公司Virtex-Ⅱ Pro芯片,设计了一种基于现场可编程逻辑阵列FPGA的TDC(Time Digital Converter)时间测量电路。本文所设计的时间测量电路由粗时间测量模块、细时间测量模块、数据缓存模块等多个模块组成。粗时间测量模块产生的粗时间数据和通道中细时间测量模块产生的细时间数据共同构成了时间数据。在细时间的电路模块中利用了 FPGA底层结构中走线及单元电路的延时构成了高精度时间测量的延迟线电路。通过半手动半自动的布线方式调用Slice逻辑单元,实现了延迟线电路的设计。本设计具有测量精度高、动态范围大等的优点,为脉冲星X射线光子到达时间的高精度测量进行了初步探索。(本文来源于《昆明理工大学》期刊2014-04-01）
杨春燕,吴德伟,余永林,张豪[6]（2011）在《量子多结构分组纠缠到达时间测量增强方法》一文中研究指出针对在非理想信道中,采用完全纠缠量子脉冲进行到达时间测量时,测量精度与稳健性存在的矛盾,提出了多结构分组纠缠的测量方法.将总的量子脉冲分成不同的小组,小组中采用频率纠缠脉冲,再将这些小组合并成更大的分组,分组与分组之间再进行纠缠,该方法综合考虑了纠缠度、量子传输效率与测量精度之间的关系.仿真结果表明,特定量子传输效率的条件下,通过构建合理的纠缠分组结构和选择合适的纠缠度,可使到达时间测量精度增益达到最优.(本文来源于《北京邮电大学学报》期刊2011年06期）
苏哲,刘勍,张华,谢强,罗楠[7]（2010）在《基于1(1/2)维谱的脉冲星累积脉冲轮廓到达时间测量》一文中研究指出为了提高X射线脉冲星空间导航定位精度,提出了基于1(1/2)维谱的脉冲星累积脉冲轮廓到达时间测量算法.理论上1(1/2)维谱可以抑制加性高斯噪声和直流偏差.利用叁阶自累积量和叁阶互累积量对角切片谱的相位关系,推导出累积脉冲轮廓到达时间测量公式.实验结果表明,基于1(1/2)维谱的累积脉冲轮廓到达时间测量算法可以有效抑制加性高斯噪声,测量精度优于Taylor FFT算法.(本文来源于《天水师范学院学报》期刊2010年02期）
王斌,王建,肖韶荣[8]（2009）在《多路相差比对信号到达时间高精度测量技术》一文中研究指出描述了一种通过多路数字相移和精确时钟相差比对实现对脉冲信号到达时间高精度测量的方法,其测量精度可以随多相时钟相位比对通道数的增加而进一步提高。实际测试表明,该方法可在不增加时间测量系统实时处理速率的情况下有效提高对信号到达时间的测量精度。(本文来源于《雷达与对抗》期刊2009年03期）
杨廷高[9]（2008）在《X射线脉冲星脉冲到达航天器时间测量》一文中研究指出X射线脉冲星脉冲到达时间(TOA)的空间测量是航天器自主导航和用脉冲星钟作航天器时间标准的基础.在简要介绍地面射电观测TOA测量方法基础上,重点研究了X射线脉冲星脉冲到达时间的空间测量方法和算法.讨论了利用X射线脉冲星辐射光子到达时间观测,建立X射线脉冲轮廓的方法;给出了通过观测得到的X射线脉冲轮廓与标准脉冲轮廓比较,精确确定TOA的测量方法和实用算法.讨论了削弱多普勒效应对TOA测量影响的方法.(本文来源于《空间科学学报》期刊2008年04期）
李春花[10]（2008）在《测量冲击波到达时间的阵列式光纤探针系统研究》一文中研究指出光纤探针系统作为冲击波参数测量的设备之一,具有耐高温/高压、耐冲击、不易受电磁干扰、传输损耗小、频带宽、体积小、质量轻等优点,现已得到了广泛的应用。随着电子技术的发展,小型化、仪器化成为光纤探针系统发展的必然趋势。本文在深入研究传统光纤探针系统基本理论及实现方法的基础上,结合目前广泛应用的FPGA技术,对小型化、仪器化光纤探针系统的实现进行了研究,提出了一种可行方案,并给出了相应设计及仿真。该方案采用自主发光技术,以调制的激光信号作为冲击波波面信息的载波信号,增强了系统抗干扰能力;采用Xlinix公司Virtex IV系列FPGA芯片作为整个系统的控制中心,对数据流进行控制,将高速数据暂存在SRAM后再以低速传出,大大简化了逻辑控制电路的设计,且省去了价格高昂体积庞大的高速数字示波器,可降低系统成本,减小系统体积。以上方法在光纤探针系统中的应用在国内外均未见报道。另外,该方案还采用光纤阵列进行多路设计,使系统的空间分辨率可由传统光纤探针系统最高0.4 mm左右提高至130μm左右;且系统采用异步串口通信,将采集到的数据上传到PC机上进行处理,具有传输线少、成本低、可靠性高等优点。系统设计包括硬件及软件两个部分。硬件方面,根据所设计的系统方案框图选择元器件,并根据要求对各芯片进行了选型;构建电路系统,完成各部分电路的时钟电源设计、接口设计,以及FPGA的复位电路、配置电路等的设计,得到了硬件电路部分的原理图;在综合考虑高速信号的传输线理论,及反射、串扰及地弹等信号完整性问题的基础上,根据原理图绘制出八层PCB版图。软件方面,以Xlinix公司提供的ISE为开发平台,使用verilog硬件开发语言对FPGA内部各模块进行了设计,完成了各模块的RTL级代码编写。FPGA芯片作为数据流的控制中心,主要由DCM模块、MGT模块、SRAM控制模块、UART模块等组成,实现了对SRAM芯片、光收发模块、串口等的控制。由于DCM模块及MGT模块的原始设计比较复杂,本文采用了Xilinx公司成熟高效的IP(Intellectual Property)核来实现,可提高系统的稳定性。最后,采用ModelSim软件对各模块进行了仿真,验证了各模块的功能。本文所提出的系统方案可有效提高系统的空间分辨率,降低系统成本,减小系统体积,是对小型化、仪器化光纤探针系统大胆而有益的探索,为新型光纤探针系统项目的进一步开发奠定了基础。(本文来源于《电子科技大学》期刊2008-01-01）
到达时间测量论文开题报告
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
自由电子激光(free electron laser,FEL)的蓬勃发展推动着诊断技术的不断进步。FEL装置的飞秒量级束流抖动测量、FEL装置基于束团反馈实现十几飞秒的束流到达时间稳定性控制和泵浦探测(pump-probe)实验飞秒量级的FEL脉冲到达时间测量都离不开高精度束流到达时间测量系统(Bunch Arrival-time Measurement,BAM)。随着我国FEL的不断发展,不管是采用基于外种子型运行模式的上海软X射线自由电子激光装置(Shanghai Soft X-ray FEL facility,SXFEL)和大连相干光源(Dalian Coherent Light Source,DCLS),还是采用基于SASE运行模式的硬X射线自由电子激光装置(Shanghai HIgh repetitio N rate XFEL and Extreme light facility,SHINE),都对装置的束流到达时间测量分辨率提出了更高的要求。在这样的历史机遇下,本论文以SXFEL为背景,开展高精度束流到达时间测量研究具有重要的实际应用价值。论文对国际上各主流实验室BAM的研究进展进行了充分的调研。相较于传统射频BAM方案,基于电光调制方案的BAM方案在长距离FEL装置中能获得更高的时间分辨率,满足同步实验中最为苛刻的pump-probe实验的测量精度。为满足SXFEL和SHINE对高精度束流到达时间测量分辨率的需求,开展了基于电光调制方案的高精度束流到达时间测量的研究。论文首先从BAM系统概述出发,引出组成BAM系统的各个子系统,并对光学同步系统的时间稳定性做了理论概述;介绍了Button型和Cavity型这两种可以作为专用BAM信号耦合腔类型选取的信号耦合机理。搭建了BAM电光前端原型机。从光学同步系统传输来的激光脉冲阵列在BAM电光前端原型机中被光分路器分成两路,其中一个路作为被调制光输入电光强度调制器(Electro-Optical intensity Modulator,EOM),另一个路作为模数转换器(Analog Digital Converter,ADC)的采样时钟,以保持与调制路激光脉冲同步。BAM耦合腔耦合出的射频信号通过EOM调制脉冲幅度,将射频信号中的到达时间信息编码进激光脉冲的幅度中。EOM作为调制过程的关键器件,建立了EOM关于外加电场与激光脉冲幅度的关系理论模型,并给出了束流到达时间测量分辨率的理论计算公式。实现BAM电光前端原型机中薄铝板5.5 m K(rms)温度稳定性控制,满足BAM系统的精度控制要求。开展了对BAM电光前端原型机中电光调制过程理论模型的实验验证,实验数据拟合与理论建模匹配度很好,这对BAM系统进一步优化有指导意义。搭建了BAM读出电子学原型机。对从BAM电光前端原型机传输来的受过调制的激光脉冲和时钟脉冲进行光电转换、放大、功分和衰减等脉冲波形调理处理。利用FPGA技术实现数据处理和通讯,提出通过数据位对齐时钟的校准方法解决了数据高速传输的不稳定性;通过FIFO的跨时钟域信号处理实现异步时钟同步化,同时利用外部触发信号截取包含携带束流到达时间信息的脉冲数据,实现无效数据的滤除;提出基于BAM读出电子学方案测试EOM的传输曲线以确定偏置电压静态工作点,解决了基于光功率计测试方案的繁琐和实时性差等问题,实现动态追踪。最后,我们对BAM系统进行了性能测试、评估和优化。其中,探测精度是一个可以衡量BAM系统性能的重要参数。测试结果表明所搭建的BAM系统归一化瞬时脉冲幅度噪声探测精度为0.28%,该精度接近国际同类型系统水平,这为SXFEL、DCLS和SHINE实现束流到达时间<10 fs的测量分辨率打下很好的基础。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
到达时间测量论文参考文献
[1].曹珊珊.基于腔式探头的束流到达时间及电荷量测量关键技术研究[D].中国科学院大学(中国科学院上海应用物理研究所).2019
[2].汪金国.基于电光调制方案的高精度束流到达时间测量研究[D].中国科学院大学(中国科学院上海应用物理研究所).2019
[3].卿浩博,徐汉林,甘建超,李和平,唐凌.弱信号条件下到达时间提取及脉宽测量方法[J].电子信息对抗技术.2018
[4].向劲松,贾元明,王应,查高孟.基于光子到达时间测量的光子探测阵列信号时隙同步方法[J].中国激光.2018
[5].周明薇.X射线脉冲星光子到达时间测量电路的设计[D].昆明理工大学.2014
[6].杨春燕,吴德伟,余永林,张豪.量子多结构分组纠缠到达时间测量增强方法[J].北京邮电大学学报.2011
[7].苏哲,刘勍,张华,谢强,罗楠.基于1(1/2)维谱的脉冲星累积脉冲轮廓到达时间测量[J].天水师范学院学报.2010
[8].王斌,王建,肖韶荣.多路相差比对信号到达时间高精度测量技术[J].雷达与对抗.2009
[9].杨廷高.X射线脉冲星脉冲到达航天器时间测量[J].空间科学学报.2008
[10].李春花.测量冲击波到达时间的阵列式光纤探针系统研究[D].电子科技大学.2008
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