同步加速器锁定和同步
2023.11.27

在粒子加速器和激光实验中,多个系统和组件的精确同步至关重要。这种同步不仅涉及粒子束和激光脉冲的时间对齐,还包括其他实验参数的精确控制。为了实现这一点,通常需要高精度的时钟系统来同步实验设施中的不同部分。这些时钟系统的稳定性和精度对于实验的成功至关重要。
  在大型强子对撞机(LHC)等粒子加速器实验中,同步加速器锁定技术用于精确控制粒子碰撞的时间。这种同步确保粒子束能够在正确的时刻到达碰撞点,从而允许科学家们观测和记录粒子相互作用的结果。此外,精确的时间控制还有助于提高对撞机的碰撞频率和能量分辨率,从而在物理学的各个领域中获得更多的洞见

同步加速器数据采集流程
 
  在激光引导的核聚变和其他高强度激光实验中,对激光脉冲的同步与精确控制同样至关重要。精确控制激光脉冲的时序不仅可以确保最大的能量传输到目标材料,还能实现正确的激发,从而提高实验的效率和成功率。在这些实验中,激光脉冲的精确调节对于达到所需的实验条件至关重要。
  飞秒激光器因其能产生极为稳定和重复的脉冲而在这些实验中发挥着关键作用。这些脉冲可用作实验中的时间参考,帮助实现高精度的时间同步。飞秒激光器的高精度和可重复性使其成为实现精确时间控制的理想工具。
  例如,同步激光脉冲与加速粒子束可以极大地提高实验的准确性和可靠性,尤其是在需要极短时间尺度同步的实验中。飞秒激光器在这些应用中的应用不仅提高了实验的准确性,也为科学研究提供了新的可能性,如在量子物理、高能物理和材料科学等领域中的应用。
  总之,高精度的同步技术在粒子加速器和激光实验中起着至关重要的作用,飞秒激光器作为这些实验中的关键工具,其稳定性和精确性对于实现高精度的时间控制和同步至关重要。随着飞秒激光技术的不断进步,我们可以预期这些实验将在未来的科学研究中发挥更加重要的作用。


参考文献:
(1)M. Chen et al. "Terahertz-slicing - an all-optical synchronization for 4th generation light sources.." Optics express, 30 15 (2022): 26955-26966 . https://doi.org/10.1364/oe.454908.
(2)Maximilian Schutte et al. "Subsystem Level Data Acquisition for the Optical Synchronization System at European XFEL." (2021): 2167-2169. https://doi.org/10.18429/JACOW-IPAC2021-TUPAB291.
(3)Dohyeon Kwon et al. "Femtosecond synchronization of multiple mode-locked lasers and a microwave oscillator by multicolor electro-optic sampling.." Optics letters, 45 11 (2020): 3155-3158 . https://doi.org/10.1364/ol.393473.
(4)B. Steffen et al. "Compact single-shot electro-optic detection system for THz pulses with femtosecond time resolution at MHz repetition rates.." The Review of scientific instruments, 91 4 (2020): 045123 . https://doi.org/10.1063/1.5142833.
(5)F. Potemkin et al. "On the way to time-resolved X-ray optical experiments in NRC «Kurchatov Institute»." 2020 International Conference Laser Optics (ICLO) (2020): 1-1. https://doi.org/10.1109/ICLO48556.2020.9285390.
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