泰克实时频谱分析仪助力X射线激光研制工作

泰克公司日前宣布，泰克RSA6114A实时频谱分析仪已被日本的X射线自由电子激光(XFEL)项目采用。XFEL是受日本政府认可的国家级关键技术，由日本同步辐射研究院(JASRI)和RIKEN共同开发。这些研究机构已经为XFEL建立了SPring-8联合项目。通过支持速调管真空管放大器的稳定运行，泰克RSA6114A实时频谱分析仪将促进SPring-8 X射线激光的研制工作。

目前联合项目正在研制一种强大的X射线激光用以考察材料的详细结构和瞬态行为。为开发X射线激光技术，联合项目建立了“XFEL/SPring-8”原型，该设备使用巨大的能量加快电子运动，使电子通过定期变化的磁场，生成X射线激光。在XFEL中，电子被加速到光速的99.9999%。为实现这种效果，作为加速器管的纯铜管在线性加速器中并排成线，使用高频高电场把电子从微波传送到加速器管中，从而达到加速效果。它使用脉冲调制器及称为速调管的真空管放大器，生成微波脉冲，然后以每秒60次(60 Hz)的频率传送到加速器管中。为保证稳定的加速性能，这些微波脉冲中的稳定性至关重要。

XFEL/SPring-8包括一个微波脉冲监测系统，捕获检测到的微波信号，并通过网络把这些信号记录到存储器中。在查看被监测脉冲的同时，它调节脉冲生成的时间和相位等因素。由于在存储器记录期间只能捕获一个脉冲，因此分析大量的脉冲要求的工作量非常大。此外，由于在监视器中同时使用检测振荡器和速调管振荡器，使得振荡器特定的静电隐藏了起来，因此必须使用拥有不相关振荡器的不同测量设备。

为解决这些问题，XFEL/SPring-8特别采用了泰克RSA6114A实时频谱分析仪。“泰克RSA6114A实时频谱分析仪是市场上唯一能够满足我们要求的产品。”物理和化学研究院高级电子束物理实验室RIKEN SPring-8中心的Hirokazu MAESAKA博士说，“RSA6114A调试的频率范围在9 kHz到14 GHz之间，足以覆盖速调管的中心频率：2.856 GHz和5.712 GHz。110 MHz时捕获带宽的存储深度是1.706秒，60 MHz时捕获带宽的存储深度是3.413秒。此外，RSA6114A能够测量脉冲上升时间、脉宽、峰值功率、平均功率和频率偏差，还可以进行快速分析并列出单个脉冲。”

该联合项目预计将在2010财年开始商业运作，目前已经建立了总长度超过600米的XFEL/SPring-8。在该设备投入运行时，它将能以8 G电子伏特(GeV)的加速能量，产生0.06 nm的振荡波长从而生成X射线激光。为更有力的支持线性加速器，该联合项目还计划安装60支速调管用以处理5.712 GHz的微波。同时，泰克RSA6114A还将用于XFEL/SPring-8，分析速调管放大脉冲前后的频谱差异以及频谱随时间变化的情况。