Calibration of beam position monitors for high energy accelerators based on average trajectories
本文提出了一种利用逐圈束流位置数据和k调制数据测量高能加速器束流位置监测器校准因子的方法。在这种方法中，已经开发了新的算法，以减少耦合和其他来源的不确定性的影响，允许校准因子的准确估计。与已知的误差源的模拟表明，校准因子可以恢复的准确度为0.7%的均方根电弧束位置监视器和0.4%的均方根相互作用区域束位置监视器的准确度。校准因子也从LHC实验数据中获得，并用于评估该校准对LHC相互作用区域的作用和相位跳变方法估计的四极校正的影响。
2021-03-05 physics.acc-ph
Nonlinearities and Effects of Transverse Beam Size in Beam Position Monitors (revised)
本文研究了具有给定横向电荷分布的长束流在均匀真空室中产生的场。本文计算了有限尺寸光束在光束位置监测器（BPM）电极上产生的位移信号，并与笔形光束产生的位移信号进行了比较。针对任意腔室截面计算了由于有限横向束尺寸而对BPM信号的非线性和校正。本文给出了圆形或矩形腔室中束流几种特殊横向分布的简单解析表达式。特别感兴趣的是一个一般的证明，在一个任意的均匀腔室的束流尺寸修正消失的任何轴对称束流分布。
2003-02-11 physics.acc-ph
Visible-light beam size monitors using synchrotron radiation at CESR
利用偏转磁铁的可见同步辐射（SR）设计了束流剖面监测器，并安装在康奈尔正负电子储存环（CESR）上。该监测仪采用双缝干涉仪测量在很宽的束流范围内的水平和垂直束流尺寸。通过改变狭缝的间隔，可以以大约5 μ m的分辨率测量范围从50 μ m到500 μ m的光束尺寸。为了测量更大的光束尺寸（> 500 μ m），可以通过旋转双狭缝使其远离SR光束路径来实现直接成像。通过对SR的π偏振分量进行成像，在CESR的波荡器测试运行期间测量到了小的垂直光束尺寸（~70 μ m），这与干涉仪测量结果一致。为了测量聚束长度，插入分束器以将一部分光引导到条纹相机设置中。该束流尺寸监测仪可同时测量横向和纵向束流尺寸，并成功地用于束内散射研究。详细的误差分析进行了讨论。
2014-05-28 physics.acc-ph
Study of Beam Loss Monitors (BLM) in Storage Ring
束流损失测量仪（BLM）用于测量加速器中束流损失的位置和数量。本文研究了3GeV电子在储存环中的损失和束管上损失产生的次级粒子。我们比较了电离室、NaI和Si辐射探测器作为BLM，并选择了Si探测器作为进一步的研究。我们计算了由于双极磁铁、四极磁铁和六极磁铁中的磁场不匹配引起的电子偏转角，并假设电子束偏转并以相对于束轴成3度的角度撞击束管。本文用MCNP程序计算了束管和硅探测器中光子和二次粒子的数目和能量。
2021-01-11 physics.acc-ph
Supersonic gas curtain based real-time ionization profile monitor for hadron therapy
本研究开发了一种基于超音速气帘的实时电离束流剖面监测器，能在不扰动束流的情况下同时监测其位置、剖面、电流和能量，并在碳束实验中验证了其在不同参数下的2D测量性能与灵敏度。
2025-09-18 physics.acc-ph
Nondestructive beam envelope measurements using beam position monitors for low-beta heavy ion beams in superconducting linear accelerator
RIKEN Nishina Center for Accelerator-Based Science（RIKEN理化学研究所加速科学中心）；SHI Accelerator Service Ltd.（SHI加速器服务有限公司）
针对超导直线加速器束流包络难以直接无损测量的问题，本研究采用cos2θ型BPM结合传输矩阵与丝扫描数据估算低β重离子束包络，在SRILAC上验证了方法的可行性，可用于超导段常规无损束流监测。
2025-04-23 physics.acc-ph
Predicting the Trajectory of a Relativistic Electron Beam for External Injection in Plasma Wakefields
我们使用在第一部分的AWAKE电子束线，与束线建模，以推断出的束平均动量和预测的束位置在第二部分的束线的束位置测量。结果表明，仅使用前五个光束位置监视器导致预测和测量位置之间的差异在最后两个监视器比使用前八个光束位置监视器时大得多。这最后两个位置原则上可以与弹道计算一起使用，以预测电子束团与质子束最接近的参数。在质子束流驱动的等离子体尾流场中的电子束流外部注入实验中，只有前五个束流位置监测器的测量值不受高得多的电荷质子束流的影响。8个束流位置监测器的结果表明，该预测方法原理上可以确定尾场宽度（$<$ 1\，mm）内电子和质子束的最接近位置，对应于电子注入尾场。使用五个射束位置监视器是不够的。
2020-02-02 physics.acc-ph
Compact beam position monitor using a segmented toroidal coil
本文提出一种基于分段环形线圈的新型紧凑束流位置监视器，利用线圈感应电压替代传统电容板电荷不平衡，通过集总元件模型理论分析并在COSY储存环实验验证，实现了5微米分辨率。
2024-09-21 physics.acc-ph
Fermilab Switchyard Resonant Beam Position Monitor Electronics Upgrade Results
费米实验室开关站（SY）中共振束位置监测器（BPM）的读出电子设备已经升级，采用低噪声放大器过渡板和费米实验室设计的数字化板。带状线BPM估计具有-110 dBm和-80 dBm之间的平均信号输出，估计峰值输出为-70 dBm。外部谐振电路被调谐到SY机器频率53.10348 MHz。数字转换器和过渡板都具有可变增益，以适应谐振提取溢出的大动态范围和不规则性。这些BPM将有助于SY光束线的自动调谐，并使操作员能够通过溢出监控光束位置。
2017-01-03 physics.acc-ph
A new measurement method of electrode gains for orthogonal symmetric type beam position monitor
合肥光源二号改造工程注入器的束流位置监测器（BPM）系统有19个带状线束流位置监测器。大多数由四个正交对称的带状线电极组成。电子增益和加工误差的差异会引起BPM电极的电子束响应的变化。这种变化将耦合两个测量的水平位置，以带来测量误差。为了减轻这种影响，一种新的技术来测量四个电极的相对响应已经开发出来。它与束流电荷无关，相关系数可以从理论上计算出来。分析了电极耦合对该技术的影响。校准数据用于拟合所有19个注入器射束位置监测器的增益。结果表明，测量增益分布的标准偏差约为5%。
2013-12-31 physics.acc-ph
Detection of coherent beam-beam modes with digitized beam position monitor signals
本文描述了在费米实验室Tevatron对撞机上对质子和反质子横向相干振荡进行逐束团探测的系统。它是基于信号从一个单一的光束位置监测器位于一个区域的环与大幅度的功能。信号在大量的转弯处被数字化，并使用专用算法离线进行傅立叶分析。为了增强信号，将带限噪声施加到波束约1 s。即使在高亮度下，这种激发也不会对循环光束产生不利影响。该器件具有几秒钟的响应时间，分数调谐频率分辨率为$1.6\times 10^{-5}$，并且对60 nm的振荡幅度敏感。它补充肖特基探测器作为一个诊断工具的曲调，曲调传播，和光束光束的影响。相干模谱的测量和比较模型的光束-光束振荡。
2013-12-18 physics.acc-ph
Ionization Profile Monitors for the IOTA Proton Beam
本研究为费米实验室IOTA存储环开发两台垂直、水平方向的电离剖面监测器，沿用无外引导磁场的助推器IPM设计，用于70 MeV/c质子束的逐圈束团尺寸测量，并介绍系统构成与束流影响分析。
2024-06-20 physics.acc-ph
CLIC Wake Field Monitor as a detuned Cavity Beam Position Monitor: Explanation of center offset between TE and TM channels in the TD26 structure
针对CLIC尾场监测器TE与TM通道测得的结构中心不一致问题，结合CLEAR实验测量与模拟揭示其潜在机制，并探讨中心附近分辨率提升及偏移符号判定。
2023-07-13 physics.acc-ph
Tevatron Beam Position Monitor Upgrade
本文介绍了一个基于数字的束流定位系统的开发，该系统是为Tevatron在对撞机运行II期间设计、开发和调整的。
2012-09-26 physics.acc-ph
An extension of Lambertson method to horizontally asymmetric Beam Position Monitors
Lawrence Berkeley National Laboratory（劳伦斯伯克利国家实验室）
针对水平不对称BPM，扩展经典Lambertson方法以间接测量电中心偏移，并在ALS升级项目中应用验证。
2026-06-26 physics.acc-ph
Scanning wire beam position monitor for alignment of a high brightness inverse-Compton x-ray source
夏威夷大学的自由电子激光实验室已经建造并测试了一个扫描线束位置监测器，以帮助高光谱亮度逆康普顿散射X射线源的校准和优化。X射线是由来自脉冲S波段直线加速器的40 MeV电子束与来自由同一电子束驱动的锁模自由电子激光的红外激光脉冲碰撞产生的。电子束和激光束在相互作用点聚焦到60 μm直径，以实现高散射效率。这种线扫描仪允许在相互作用点处对激光束和电子束的尺寸和位置进行高分辨率测量，以验证空间重合。二次发射电流的时间分辨测量使我们能够在4 μs宏脉冲的整个持续时间内监测电子束的横向空间演化，同时通过高温计测量遮蔽的红外光束来描绘激光器的轮廓。利用这种装置，我们已经证明，电子束和激光束可以以优于10 μm的精度共同对准，以达到最大的X射线产额。
2013-11-21 physics.acc-ph
Matching small $β$ functions using centroid jitter and two beam position monitors
为了保持等离子体加速器的发射度，需要匹配到小的β函数。等离子体尾流提供了强聚焦场，这通常需要在mm尺度上的β函数，与线性对撞机的最终聚焦中发现的那些相当。这样的光束在实验上产生和诊断可能是耗时的。我们提出了一种简单，快速，无创的方法来测量Twiss参数的直线加速器使用两个束流位置监测器，依赖于束流相空间和抖动相空间的相似性。通过对传统四极扫描的基准测试，在FLASHForward等离子体加速器设施实验证明了这种技术的可行性。
2020-05-29 physics.acc-ph
Simultaneous linear optics and coupling correction for storage rings with turn-by-turn beam position monitor data
提出了一种利用逐圈束流位置监测器（BPM）数据同时校正储存环线性光学误差和线性耦合的方法。独立分量分析（ICA）方法被用来从测量的TbT BPM数据中分离出电子感应加速器的正常模式。然后提取出简正模在水平面和垂直平面上投影的感应加速器振幅和相位超前，结合色散测量，拟合出晶格模型。拟合结果用于晶格校正。该方法已在NSLS-II储存环上得到成功验证。
2015-11-08 physics.acc-ph
Beam Position-Phase Monitors for SNS Linac
利用MAFIA对空间中子源直线加速器的组合束流位置-相位监测器进行了电磁建模。时域3-D模拟用于计算给定处理频率（402.5 MHz或805 MHz）的BPPM电极上的信号幅度和相位，作为射束横向位置的函数。利用来自所有BPPM电极的求和信号工作提供了精确测量射束相位的良好方式。虽然对于离轴波束，各个电极上的信号相位可以与中心波束的信号相位相差几度，但是发现求和信号的相位与设备内部的波束横向位置无关。根据分析结果，选择了具有4个一端短路的60度电极的最佳BPPM设计。它为位置和相位测量提供了良好的线性度和足够的信号功率，同时满足直线加速器的几何约束和机械要求。
2000-08-16 physics.acc-ph
Fast readout algorithm for cylindrical beam position monitors providing good accuracy for particle bunches with large offsets
本文提出了一种简单的、解析正确的计算笔形束坐标的算法，该算法利用具有四个无限小宽度拾取电极的理想圆柱形粒子束位置监测器（BPM）的信号。然后，该算法被应用到现实的BPM与有限宽度的PUE的模拟。令人惊讶的是，发现小的偏差。简单的经验确定的校正项减少偏差甚至进一步。然后，该算法被用来研究光束尺寸的影响BPM的精度在非线性区域。作为数据采集速度优势的一个例子，基于FPGA的BPM读出实现的新算法已经开发和表征。最后，该算法进行了测试与BPM数据从康奈尔预注射器。
2018-03-25 physics.acc-ph
Progress on an Electron Beam Profile Monitor at the Fermilab Main Injector
针对费米实验室MI中超过2 MW质子束的非侵入式横向剖面测量需求，论文介绍电子探针束偏转监测装置的现状及采用不同技术的最新研究。
2023-10-02 physics.acc-ph
Analysis of beam position monitor requirements with Bayesian Gaussian regression
采用贝叶斯高斯回归方法，建立了一种分析储存环束流位置监测器（BPM）系统要求的系统方法。基于亮度或光度的基于环的加速器的最终性能不仅由全局参数确定，而且还由某些特定感兴趣点（POI）处的局部束特性确定。然而，用于监测光束特性的BPM不能位于这些点处。因此，BPM系统的潜在和基本目的是预测POI处的光束特性是否达到其期望值。预测过程是一个回归问题，BPM读数作为训练数据，但包含随机噪声。贝叶斯高斯回归方法可以确定预测误差的概率分布，其可以用于反向分析BPM系统需求。通过使用逐圈数据来重建线性光学模型，并预测基于环形光源的亮度退化，证明了这种方法。BPM的质量被认为是更重要的比他们的数量在减轻预测误差。
2019-07-12 physics.acc-ph
Image of optical diffraction radiation (ODR) source and spatial resolution of ODR beam profile monitor
提出了一种考虑“前波区”效应的光学衍射辐射（ODR）源经透镜聚焦后在探测器上成像的方法。与光学渡越辐射源完全类似，ODR狭缝像的特征尺寸不依赖于洛伦兹因子，而是由狭缝宽度、波长和透镜孔径决定。如果光束通过窄缝，则缝像的形状取决于光束大小。极相对论光束通过狭缝产生的ODR可以用来从ODR狭缝像确定光束尺寸。
2004-08-05 physics.acc-ph
Measurement of Position Resolutions of L-band Cavity Beam Position Monitors
Korea University（韩国大学）；Pohang Accelerator Laboratory（浦项加速器实验室）
本文提出了一种针对ILC优化的L波段谐振腔BPM，通过原型和信号处理系统实现了约300纳米的位置分辨率，满足纳米级束流控制需求。
2025-12-15 physics.acc-ph
Characterization and control of linear coupling using turn-by-turn beam position monitor data in storage rings
本文介绍了一种新的应用测量辛发生器的特征和控制的线性电子感应加速器耦合储存环。从同步和连续的BPM（光束位置监视器）逐圈（TbT）读数，辛李发生器描述耦合线性动力学提取。生成元中的四个平面交叉项直接表征了水平面和垂直平面之间的耦合。耦合控制可以通过利用这些平面交叉项对斜四极杆的依赖性来实现。该方法已被成功地证明，以减少垂直有效发射度下降到衍射极限在新建成的国家同步辐射光源II（NSLS-II）储存环。该方法可自动化实现线性耦合反馈控制，且对机器运行的干扰可忽略不计。
2017-06-19 physics.acc-ph
Performance of a Downconverter Test-electronics with MTCA-based Digitizers for Beam Position Monitoring in 3.9 GHz Accelerating Cavities
在欧洲XFEL上，计划使用3.9GHz加速腔中的束流激发高阶模（HOM）来监测束流位置。所选的HOM位于5440 MHz附近，带宽为100 MHz和9060 MHz，带宽为50 MHz。一个下变频器电子，建立在闪存测试，转换的HOM到70 MHz的中频。MTCA（微型电信计算架构）标准将用于XFEL。因此，使用MTCA数字转换卡SIS 8300对下变频器测试电子设备进行性能研究非常重要。该数字转换器采用108 MS/s的时钟频率对70 MHz的中频进行欠采样。本文介绍了数字化仪的性能以及测试电子学。并与216 MS/sVME（Versa Module Eurocard）数字化仪进行了比较。
2012-10-15 physics.acc-ph
Cavity beam position monitor system for the Accelerator Test Facility 2
加速器试验设备2（ATF 2）是一个用于线性高能对撞机最终聚焦光束线的缩比演示系统。本文介绍了作为ATF2诊断系统一部分的高分辨腔束流位置监测系统。使用两种类型的腔BPM，C波段工作在6.423 GHz，S波段工作在2.888 GHz，具有增加的波束孔径。描述了腔体、电子器件和数字处理。具有衰减器的C波段系统的分辨率被确定为大约250 nm，S波段系统的分辨率为1 m。在没有衰减的情况下，最佳记录的C波段腔分辨率为27 nm。
2013-01-23 physics.acc-ph
Beam Loss Monitoring with Fixed and Translating Scintillation Detectors Along the Fermilab Drift-tube Linac
针对费米实验室漂移管直线加速器沿线缺乏测量仪器的问题，提出利用固定式和平移式闪烁探测器研究其前两个腔体沿线的束流损失，以提供关键组件调试所需的诊断信息。
2023-05-23 physics.acc-ph
Application of RFSoC Technology for Beam Position Monitors at the SuperKEKB Storage Rings Injection Points
Nagoya University（名古屋大学）；SLAC National Accelerator Laboratory（斯坦福直线加速器中心）
本文介绍了基于RFSoC平台开发的新读出设备，用于超KEKB存储环注入点的束流监测器，以实现高束流和亮度目标。
2026-02-23 physics.acc-ph
Test Results on the Silicon Pixel Detector for the TTF-FEL Beam Trajectory Monitor
本文介绍了TESLA实验装置自由电子激光束流轨迹监测器硅像素探测器的测试结果。为了确定探测器和读出的电子噪声以及校准不同像素的信号幅度，使用锰K线的6keV光子。两种不同的方法决定了探测器的空间精度：在一种设置中，激光束被聚焦到一条直线上，并在像素结构上移动。在另一种方法中，使用电子显微镜的低强度电子束扫描检测器。这两种方法都表明，探测器的对称轴在0.4微米内定义为一条直线。探测器对低能X射线的灵敏度是在同步加速器光源HASYLAB上用真空紫外光束测量的。此外，还利用电子显微镜研究了探测器的抗辐射性能。
2000-04-25 physics.acc-ph
Beam Position Monitoring System at CESR
康奈尔正负电子储存环（CESR）由高能物理正负电子对撞机改造而成，作为康奈尔高能同步加速器光源（CHESS）的专用同步加速器光源，并作为测试加速器进行加速器物理研究，能够研究与未来阻尼环，对撞机和光源相关的主题。在这种模式下，储存环运行的初始阶段的一些特定主题被标记为CesrTA（CESR作为测试加速器），包括1）产生低发射度束的调谐技术，2）储存环中电子云发展的研究和3）束内散射效应。CESR完全转换为CesrTA发生在几年的时间内，在其他地方描述。作为这一转换的一部分，CESR束流位置监测（CBPM）系统进行了全面升级，以提供这些研究所需的仪器功能。本文介绍了新的CBPM系统硬件，其功能和升级后的系统进行的代表性测量。
2017-08-04 physics.acc-ph
Initial Emittance Measurements of the Fermilab Linac Beam Using the MTA Beamline
MTA束线是专门设计的，以便于测量费米实验室直线加速器束流发射度和属性，利用一个长，10米，无元素直线。直线加速器束流被提取的400 MeV的静电斩波器位于助推器注入线的下游。该斩波器不能用于MTA束，因此整个直线加速器束脉冲被引导到MTA束线中。脉冲长度操纵由直线加速器上游端的750 keV静电斩波器提供，使用该装置，可以提供从8 μsec到50 μsec的完整直线加速器脉冲长度的束流。10米发射度测量直接利用并开始于12'屏蔽墙，该屏蔽墙将MTA实验大厅和束线短截线与直线加速器外壳分开。在屏蔽壁的上游安装了一个四极三重体，以便通过屏蔽壁将1.5-2”（~95%宽度）的大光束聚焦到位于屏蔽出口处的轮廓监测器上。另一个剖面监测器已安装在屏蔽墙上游，中央或焦点监测器上游约5 m处。使用三重态，产生小的0.2-0.5”光斑尺寸，用于此处报告的初始测量。正如本报告所示，位于中心轮廓监测器附近的小的近似束腰将未知线性光学参数的数量减少到两个柯朗-斯奈德参数β和ε，因为α或相位椭圆的旋转可以通过从该束腰传播光束包络来确定（使用描述漂移的简单线性传递矩阵）。
2012-09-25 physics.acc-ph
The Ionization Profile Monitors in the Recycler Ring
本文研究费米实验室 Recycler 与 MI 的 IPM 束流尺寸测量，通过多参数实验、修正及与多丝探测器等诊断对比，提升测量可信度并揭示条件变化对束流尺寸的影响。
2023-07-11 physics.acc-ph
A Real-Time Energy Monitor System for the IPNS Linac
注入束流能量和能散是影响快循环同步加速器（RCS）性能的关键参数。正在安装一个实时能量监测系统，以检查强脉冲中子源（IPNS）50 MeV直线加速器的H束流。200 MHz阿尔瓦雷斯直线加速器作为450 MeV IPNS RCS的注入器。直线加速器提供了一个80毫秒的宏脉冲约3 × 1012 H-离子30次每秒的滑行束注入到RCS。RCS将质子输送到重金属的spiritual中子靶，用于材料科学研究。使用沿50 MeV传输线从直线加速器到RCS分布的多个带状线束流位置监测器（BPM），将来自带状线的快速信号数字化并传送到执行FFT的计算机。在频域中对电缆衰减和示波器带宽进行校正。矩形脉冲训练定相（RPTP）施加在获得逆变换（IFFT）之前的频谱。在IFFT之后，当重构的时域信号沿着传输线前进时，分析重构的时域信号的脉冲宽度。BPM信号的飞行时间测量提供射束能量。最后，使用3尺寸测量技术，确定了束流的纵向发射度和能散。
2000-08-18 physics.acc-ph
First simultaneous measurement of sextupolar and octupolar resonance driving terms in a circular accelerator from turn-by-turn beam position monitors data
储存环和对撞机中的束流寿命受到晶格非线性等因素的影响。它们的控制对加速器的动态孔径非常有益，其扩大通常导致更有效的注入和更长的寿命。本文介绍了一个程序来评估和纠正不必要的非线性，通过使用轮流光束位置监测数据，这是以前的工作的共振驱动项（RDTs）的演变。有效的六极磁误差和倾斜在ESRF电子储存环的评估和纠正（如果可能的话），通过使用这种技术。这是第一次，八极RDTs也可以被测量，并用于定义一个八极模型的主要四极。在ESRF储存环的六极RDT中观察到的与模型的大部分偏差被证明是由聚焦误差而不是六极误差产生的。这些结果可以实现由于新的分析公式描述的非线性感应加速器运动的谐波含量的第二阶。RDT也首次用于单个六极磁体的基于束流的校准。它们也被证明是预测故障磁体和验证磁性模型的强大工具。该技术还为数据分析可靠性的自我评估提供了一个品质因数。
2018-04-17 physics.acc-ph
Real-time Accelerator Diagnostic Tools for the MAX IV Storage Rings
本文讨论了MAX IV操作组开发的束流诊断和监测工具。特别是，新的束流位置监测和加速器调谐可视化软件工具，以及直接影响束流质量和稳定性的工具。还提出了一个可用性和停机时间监控应用程序。
2020-02-15 physics.acc-ph
Errors in Measuring Transverse and Energy Jitter by Beam Position Monitors
由于有限的BPM分辨率，在不同的轨道参数，这是作为一个最小二乘拟合BPM数据发现的误差问题，是加速器物理的标准和重要的问题之一。即使如此，对于横向非耦合运动的情况下，重建误差的协方差矩阵可以“手工”计算，直接使用所获得的解决方案，作为一种工具，用于设计一个“良好的测量系统”，看起来并不相当简单。看来，更好地了解问题的性质仍然是可取的。我们朝着这个方向迈出了一步，将动态引入这个问题，乍一看似乎是静态的。我们认为一个虚拟的光束组成的虚拟粒子作为应用程序的重建程序的BPM读取错误的“所有可能的值”的结果。该光束沿着光束线按照与任何真实光束相同的规则传播，并且具有所有光束动力学特性，例如发射度、能量扩展、色散、电子感应加速器功能等。所有这些值都成为BPM测量系统的属性。可以比较两个BPM系统，比较它们的误差发射度和均方根误差能量扩展，或者对于给定的测量系统，可以通过将感兴趣点的误差电子感应加速器功能与期望值匹配来实现坐标和动量重建误差之间的所需平衡。
2010-02-22 physics.acc-ph
Status of Higher Order Mode Beam Position Monitors in 3.9 GHz Superconducting Accelerating Cavities at FLASH
高次模（HOM）束流位置监测器（BPM）正在开发的3.9 GHz的三次谐波超导加速腔在FLASH。可以利用基于偶极分量的束激励HOM来确定腔中的横向束位置。用于HOM抑制的现有耦合器提供必要的信号。诊断原理类似于腔BPM，但在直线加速器上不需要额外的真空仪器。3.9 GHz腔体的HOM-BPM的挑战在于由低温模块ACC 39中的四个腔体中的大多数HOM的耦合引起的密集HOM频谱。使用频谱分析仪和具有各种数据分析技术的定制测试电子设备对具有特别有前途的诊断功能的HOM进行了评估，重点是数据简化。选择5GHz范围内的多腔模式，以提供整个模块上的全局位置，具有优异的分辨率（~20 μ m）而在9 GHz区域中的捕获模式提供了具有可比分辨率（~50 μ m）的每个腔中的局部位置。一个类似的HOM-BPM系统已计划用于欧洲XFEL 3.9 GHz模块，其中包括八个腔。本文综述了FLASH中3.9GHz腔HOM-BPM的研究现状和发展前景。
2013-05-22 physics.acc-ph
High Resolution and High Precision Beam Profile Monitor for Particle Accelerator using linear contact image sensor
一个紧凑的光束轮廓监测器构造使用线性接触图像传感器连接到塑料闪烁体和测试使用230 MeV的质子束。结果表明，该装置能实时获得束流分布，束流位置精度可达0.03mm，具有体积小、精度高的特点，可作为强子治疗中束流剖面监测仪和离线日常质量保证监测仪。
2019-09-07 physics.acc-ph physics.med-ph
Characterization of a supersonic gas jet for charged particle beam profile monitor
本文报道了一种测量用于带电粒子束流剖面监测的超音速气体射流密度和分布的实验方法。在该监测器中使用的气体射流的密度在$10^{14}$ - $10^{17}$分子/ $m^3$的范围内。
2022-09-06 physics.acc-ph physics.ins-det
Aperture limitation localization using beam position and beam loss monitor measurements
本文提出一种利用可移动闪烁体束流损失监测器结合闭合轨道局部畸变的方法，在环形电子加速器中实现亚米级精度的束流损失定位，并在VEPP-4M对撞机上完成实验验证。
2025-07-04 physics.acc-ph physics.ins-det
Ultrafast Large Angle Beamstrahlung Monitor
对由于与第二带电粒子束的电磁相互作用而从带电粒子束发射的射束辐射的分析提供了一种诊断工具，该诊断工具可用于监测$e^{+}e^{-}$存储环中的射束-射束碰撞。在本文中，我们表明，beamstrahlung的时间轮廓是有关的碰撞的时间和光束的长度，以及如何测量可以用来监测和优化碰撞在SuperKEKB对撞机的相互作用点。为了测量束致辐射的时间依赖性，我们描述了一种基于非线性晶体中的非线性频率混合的方法，该非线性晶体中的束致辐射与来自脉冲激光的光子。我们证明，该方法允许测量和优化的相对时间和长度的碰撞束1%的精度。
2017-03-26 physics.acc-ph physics.ins-det
From Single Particles to Clinical Beam Rates: A Wide Dynamic Range Beam Monitor
针对癌症治疗加速器的粒子通量无法直接满足高能物理仪器测试低通量需求的问题，研发了一款宽动态范围束流监测器，可兼顾单粒子探测与临床束流流强监测，且适配现有加速器集成。
2025-04-24 hep-ex physics.acc-ph
Beam Position Monitor Electronics Upgrade for Fermilab Switchyard
Fermilab开关站（SY）的束流位置监测器（BPM）系统提供了在4秒溢出期间来自主注入器的53.10348 MHz RF聚束共振提取束流的位置、强度和积分强度。总束流强度从1x10^11到1x10^13质子不等。利用带状线束流位置监测器和谐振电路测量了泄漏量。BPM具有调谐到53.10348 MHz的外部谐振电路。BPM输出的相应电压信号估计在-110 dBm和-80 dBm之间。
2015-02-05 physics.acc-ph physics.ins-det
Operation of the Intensity Monitors in Beam Transport Lines at Fermilab During Run II
费米实验室的带电粒子束强度必须保持在预先确定的安全和操作范围内，部分原因是确保百分之几的所有束流已经从任何来源传输到目的地。在FNAL的加速器之间的传输线上，带有环形拾取器的束流强度监测器提供了这样的束流强度测量。在运行II期间，我们做出了大量努力，以不断提高系统的分辨率和准确度。
2012-09-21 physics.acc-ph physics.ins-det
Initial PIP-II Beam Current Monitor Fault Case Analyses & Beam Position Monitor Linearity Studies in CST Studio Suite
本文利用 CST Studio Suite 建立 BPM 与 ACCT BCM 模型，在 PIP-II 束流条件下分析位置信号线性度及法兰间隙等潜在故障。
2024-10-24 physics.acc-ph physics.ins-det
High precision proton beam monitor system concept design on CSNS based on SiC
该研究为中国散裂中子源设计基于碳化硅PIN传感器的高精度质子束监测系统，完成概念设计并测试各组件，实现束流注量不确定度低于1%。
2024-03-14 physics.acc-ph physics.ins-det
BPM Systems: A brief Introduction to Beam Position Monitoring
关于束流位置监测器（BPM）的介绍总结了CAS 2018上关于束流仪器的教程的基本部分。重点是信号检测和归一化，以及常用宽带拾取器的操作原理，即按钮和带状线BPM。还讨论了其他BPM类型，如分裂平面和腔BPM，以及低$β$光束的检测。最后，对BPM信号处理技术进行了说明。
2020-05-28 physics.acc-ph physics.ins-det
Improvement of thermo-mechanical position stability of the beam position monitor in PLS-II
在PLS-II的储存环中，我们减少了电子束位置监测器（e-BPM）的机械位移，这是由电子束储存期间的加热引起的。轨道反馈系统旨在使电子束通过BPM的中心，因此为了将稳定的光子束提供到光束线中，BPM拾取器本身必须稳定到亚微米精度。当电子束流因意外中断而改变时，安装BPM拾取器的真空室的热变形是不可避免的。我们通过改进真空室支架和加强水冷却来减少这种变形。本文对改进后的BPM拾波器进行了热机械分析和位移测量。
2016-06-10 physics.acc-ph physics.ins-det
Optimization of NSLS-II Blade X-ray Beam Position Monitors: from Photoemission type to Diamond Detector
对NSLS-II波荡器IVU 20的刀片型X射线射束位置调整器（XBPM）进行了优化。分析了叶片材料、结构和工作原理，以提高XBPM的性能。优化基于XBPM信号空间分布的计算。与标准光电发射叶片一起，金刚石探测器叶片（DDB）被分析为XBPM信号源。分析表明，金刚石探测器刀片XBPM将允许克服光电发射型XBPM的缺点。
2013-03-29 physics.acc-ph physics.ins-det
Beam Size Reconstruction from Ionization Profile Monitors
电离剖面监测器（IPM）广泛应用于粒子加速器中，用于快速评估高能束流参数。由于空间电荷效应和其他一些物理原因，以及由于仪器效应，测量的IPM轮廓不同于那些光束。经验数学模型通常用于轮廓的重建。在这里，我们提出了适当的校正算法的基础上的空间电荷动力学的二次离子在IPM。我们还证明了效率的光束尺寸重建实验测得的配置文件，并讨论实际方面限制IPM的准确性。
2020-07-31 hep-ex physics.acc-ph
The Development of Low-Q Cavity Type Beam Position Monitor with a Position Resolution of Nanometer for Future Colliders
本文研制低Q值C波段IPBPM并在ATF2束流测试中实现纳米级分辨率，验证其可满足未来ILC等直线对撞机的高精度束流位置测量需求。
2024-12-09 hep-ex physics.acc-ph
Electron beam characterization with beam loss monitors in AWAKE
我们提出了一种方法来测量横向的大小和位置的电子或质子束，接近注入点等离子体尾场，在其他诊断是不可用的。我们表明，横向尺寸测量与预期的值从束流光学与$< 10\%$的不确定性。我们确认的偏转低能18 MeV的电子束的轨道由地球的磁场。该测量可以用于校正这种效应并设置适当的电子聚束注入参数。欧洲核子研究中心（CERN）的先进尾流场实验（AWAKE）依赖于这些测量来优化电子注入。
2020-03-06 physics.acc-ph physics.ins-det
The upgraded data acquisition system for beam loss monitoring at the Fermilab Tevatron and Main Injector
一个基于VME的数据采集系统的束流损失监测器已经开发出来，并在Tevatron和主注入加速器在费米实验室复杂的使用。当Tevatron在对撞机模式下运行时，对增强射束损失保护的需求是新设计的主要驱动力。在实施本系统之前，束流损失监测系统在对撞机操作期间被禁用，并且Tevatron磁体的保护依赖于失超保护系统。新的束流损失监测系统允许在对撞机的全部操作条件下设置适当的中止逻辑和阈值。该系统还在射束中止事件之前记录射束损失数据的历史以用于中止后分析。2006年秋季安装了主喷射器系统，2007年夏季安装了Tevatron系统。这两个系统都在2008年夏天全面运行。在本文中，我们报告的整体系统设计，提供了一个描述其正常运行，并显示了一些例子，其使用的主注入器和Tevatron。
2011-11-30 physics.acc-ph physics.ins-det
