在SACLA进行探头实验的长期时间稳定

科学领域:

• 物理 物理学 物理
• 激光技术 激光技术 激光技术
• 实验方法 实验方法

背景情况:

• 在探头实验中,X射线自由电子激光器 (XFEL) 和光学激光器之间的精确时间同步至关重要.
• 长期的时间偏移会显著降低实验数据的质量,并限制可实现的分辨率.

研究的目的:

• 开发和实施一个强大的计时控制系统,以稳定XFEL和光学激光脉冲之间的时间重叠.
• 在SPring-8 Ångstrom Compact自由电子LAser (SACLA) 的探头实验中最大限度地减少定时动和漂移.

主要方法:

• 使用一个循环外平衡的光学微波相位探测器进行精确的计时测量.
• 实现了一个到达定时监控器来跟踪脉冲到达时间.
• 采用反控制系统来纠正时间偏差.

主要成果:

• 在大约49小时内实现了长期定时稳定,震动和漂移低于50 fs (RMS).
• 在两个实验分支 (BL3) 的同时计时监测中显示出高相关性,在8小时内RMS误差为8.6 fs.

结论:

• 开发的定时控制系统有效地稳定了XFEL和光学激光脉冲之间的相对定时.
• 该系统的性能适用于要求高时间精度的探头实验.
• 这种稳定技术提高了XFEL设施超快速测量的可靠性和准确性.