Skip to main content
CenXiv.org
此网站处于试运行阶段,支持我们!
我们衷心感谢所有贡献者的支持。
贡献
赞助
cenxiv logo > physics > arXiv:2503.11009

帮助 | 高级搜索

物理学 > 仪器与探测器

arXiv:2503.11009 (physics)
[提交于 2025年3月14日 ]

标题: 用于麦迪逊 AWAKE 原型等离子体密度测量的创新外差微波干涉仪

标题: An Innovative Heterodyne Microwave Interferometer for Plasma Density Measurements on the Madison AWAKE Prototype

Authors:Marcel Granetzny, Barret Elward, Oliver Schmitz
摘要: 麦迪逊AWAKE原型(MAP)是一个高功率、高密度的螺旋波等离子体实验。 该项目的主要目标是开发一种可扩展的等离子体源,用于AWAKE项目中的束流驱动等离子体尾场加速器。 我们使用一种新型的外差微波干涉仪来测量等离子体密度,该干涉仪相比传统方法具有多项改进。 设计中使用单一微波源结合上变频器以避免频率漂移并降低整体成本。 椭圆镜将探测光束聚焦到等离子体中并将其引导回接收器。 发射器和接收器以及测量电子设备都位于一个小型外壳内,并由MAP另一侧的两个小镜子协助。 系统的两部分在计算机控制的运动平台上独立移动。 这种设置使得即使有磁铁、布线和结构支撑物会阻碍波导系统移动,也能快速重新定位干涉仪以在任何轴向位置进行测量。 高速、高精度的混合信号电路和FPGA直接在壳体内分析探测信号,从而无需数字转换器或示波器。 干涉仪可以分辨到一个条纹的百分之一的相位变化,从而得到线平均分辨率为$1.5\mathrm{\cdot 10^{17}\; m^{-3}}$。 该系统每$5\;\mathrm{\mu s}$实时测量一次,进入中等$\mathrm{10^{19}\; m^{-3}}$密度范围,噪声水平为$1.0\mathrm{\cdot 10^{17}\; m^{-3}}$。
摘要: The Madison AWAKE Prototype (MAP) is a high-power, high-density helicon plasma experiment. The project's main goal is to develop a scalable plasma source for use in a beam-driven plasma wakefield accelerator as part of the AWAKE project. We measure the plasma density with a new heterodyne microwave interferometer that features several improvements over traditional approaches. The design uses a single microwave source combined with an upconverter to avoid frequency drift and reduce overall cost. Elliptical mirrors focus the probe beam into the plasma and guide it back to the receiver. The transmitter and receiver along with the measurement electronics are co-located in a small enclosure and are assisted by two small mirrors on the opposite side of MAP. Both halves of the system move independently on computer-controlled motion platforms. This setup enables fast repositioning of the interferometer to measure at any axial location despite the magnets, wiring and structural supports that would block movement of a waveguide-based system. A high-speed, high-precision mixed signal circuit and FPGA analyze the probe signal directly in the enclosure which obviates the need for a digitizer or oscilloscope. The interferometer resolves phase shifts down to one hundredth of a fringe, resulting in a line-averaged resolution of $1.5\mathrm{\cdot 10^{17}\; m^{-3}}$. The system provides a real-time measurement every $5\;\mathrm{\mu s}$ up into the mid $\mathrm{10^{19}\; m^{-3}}$ density range with a noise level of $1.0\mathrm{\cdot 10^{17}\; m^{-3}}$.
评论: 已提交发表。11页,9图
主题: 仪器与探测器 (physics.ins-det) ; 等离子体物理 (physics.plasm-ph)
引用方式: arXiv:2503.11009 [physics.ins-det]
  (或者 arXiv:2503.11009v1 [physics.ins-det] 对于此版本)
  https://doi.org/10.48550/arXiv.2503.11009
通过 DataCite 发表的 arXiv DOI

提交历史

来自: Marcel Granetzny [查看电子邮件]
[v1] 星期五, 2025 年 3 月 14 日 02:07:49 UTC (42,840 KB)
全文链接:

获取论文:

    查看标题为《》的 PDF
  • 查看中文 PDF
  • 查看 PDF
  • HTML(实验性)
  • TeX 源代码
  • 其他格式
查看许可
当前浏览上下文:
physics.ins-det
< 上一篇   |   下一篇 >
新的 | 最近的 | 2025-03
切换浏览方式为:
physics
physics.plasm-ph

参考文献与引用

  • NASA ADS
  • 谷歌学术搜索
  • 语义学者
a 导出 BibTeX 引用 加载中...

BibTeX 格式的引用

×
数据由提供:

收藏

BibSonomy logo Reddit logo

文献和引用工具

文献资源探索 (什么是资源探索?)
连接的论文 (什么是连接的论文?)
Litmaps (什么是 Litmaps?)
scite 智能引用 (什么是智能引用?)

与本文相关的代码,数据和媒体

alphaXiv (什么是 alphaXiv?)
CatalyzeX 代码查找器 (什么是 CatalyzeX?)
DagsHub (什么是 DagsHub?)
Gotit.pub (什么是 GotitPub?)
Hugging Face (什么是 Huggingface?)
带有代码的论文 (什么是带有代码的论文?)
ScienceCast (什么是 ScienceCast?)

演示

复制 (什么是复制?)
Hugging Face Spaces (什么是 Spaces?)
TXYZ.AI (什么是 TXYZ.AI?)

推荐器和搜索工具

影响之花 (什么是影响之花?)
核心推荐器 (什么是核心?)
IArxiv 推荐器 (什么是 IArxiv?)
  • 作者
  • 地点
  • 机构
  • 主题

arXivLabs:与社区合作伙伴的实验项目

arXivLabs 是一个框架,允许合作伙伴直接在我们的网站上开发和分享新的 arXiv 特性。

与 arXivLabs 合作的个人和组织都接受了我们的价值观,即开放、社区、卓越和用户数据隐私。arXiv 承诺这些价值观,并且只与遵守这些价值观的合作伙伴合作。

有一个为 arXiv 社区增加价值的项目想法吗? 了解更多关于 arXivLabs 的信息.

这篇论文的哪些作者是支持者? | 禁用 MathJax (什么是 MathJax?)
  • 关于
  • 帮助
  • contact arXivClick here to contact arXiv 联系
  • 订阅 arXiv 邮件列表点击这里订阅 订阅
  • 版权
  • 隐私政策
  • 网络无障碍帮助
  • arXiv 运营状态
    通过...获取状态通知 email 或者 slack

京ICP备2025123034号