2.1. PBPM设计注意事项

图1显示了PBPM结构的示意图。两个刀片(A类)，每个都具有0.5mm的厚度，用作光电发射元件。由于铝含量低，因此选择铝作为叶片材料原子序数和高导热性。这两个叶片相隔约8厘米，可以进行电偏置，以减少串扰效应或增加灵敏度。波荡器光照射后，叶片未观察到变形或熔化。

图1 PBPM结构示意图。A类，叶片；B类和C类，面罩板；D类，光电子收集器；E类，铝块；如果，陶瓷绝缘体；G公司，冷却通道。

为了减少散射光电子的污染(B类和C类)被添加以形成PBPM的入口和出口窗口。偏压光电子收集器(D类)位于PBPM的一侧，用于收集散射光电子。

铝叶片固定在冷却的铝块上(E类)带陶瓷绝缘体(如果)用于电气绝缘。铝块安装在XY公司由步进电机驱动的舞台。整个PBPM装置安装在一个腔室中，可以在偏航方向上进行调整，以便对准。

2.2. 实验系统

在U-10波荡器光束线的前端安装了三个PBPM。这三个PBPM位于波荡器中部约7.5 m、9.0 m和10.3 m处。在电机驱动装置上安装了一块开有1 mm（H）×20 mm（W）狭缝的铝板，该装置安装在PBPM1室中，位于PBPM1的正前方。狭缝用于为就地叶片的光电灵敏度测量。为了在测量过程中使叶片受到更柔和的辐射，狭缝安装在中心平面上方约3 mm处。

3.1. 校准

光子束位置，年，通过使用以下公式从叶片电流计算得出

哪里K_年是比例常数，我_U型和我_L（左）是上部的光电发射电流(U型)叶片和下部(L（左）)叶片，α和β是上下叶片的光电灵敏度，以及γ =β/α通过改变PBPM的垂直位置K_年值可以从叶片电流的关系中得出(我_U型和我_L（左）)和PBPM位置(年).

灵敏度测试结果是通过穿过穿透狭缝的光子束（高度为1 mm）扫描PBPM的上下叶片获得的。图2显示了灵敏度测量的典型结果。比率，γ，定义为两个峰值下的面积比。在图2中大约是0.7。

图2 灵敏度测量扫描的结果。

3.2. 偏压对K的影响_年和γ

从结果中可以观察到，（刀片和集电极的）偏置电压对K_年和γ如果选择合适的偏置电压，则电压很小。还指出K_年只要集电极偏置电压足够大，叶片偏置为0 V时的值几乎与“饱和”值相同(例如≥200 V）。然而，在这项工作中，由于叶片和集电极的稳定性更高，分别选择−24 V和+200 V作为偏置电压K_年和γ在这些电压下。

3.3、。水平位置和角度偏差对K的影响_年和γ

为了研究偏航方向上的偏差对K_年和γ值。结果表明，在±0.5°的角（偏航）范围内，两个值的变化均≤1%。

图3显示了PBPM水平位置对K_年值。结果表明K_年值随着水平位置从储存环向外移动而增加K_年这可能是由于光子束垂直光束尺寸的增加。光子束的减少光辉（增加光束尺寸）可能会降低叶片电流对PBPM位置的转换灵敏度（增加比例常数K_年). 随着水平位置从储存环向外移动，来自上游弯曲磁光的污染增加。这种效应可能会增加总光束尺寸。水平位置对γ因子约为±8%。虽然这个值不大，但仍然很重要。中的变化γ值可能是由于光子能量的变化、光子的空间分布或其他一些因素。

图3 曲线K年 与不同波荡器间隙下的PBPM水平位置。正值表示PBPM从环向外移动。

从实验结果可以看出K_年和γ值对PBPM的水平位置敏感。似乎有一个系统性因素支配着这一现象。

3.4. 波荡器间隙对K的影响_年和γ

如图3所示那个K_年值随着波荡器间隙的增加而增加，但完全打开间隙为220 mm的情况除外K_年可能是由于较大的光束尺寸或其他未知原因。

图4显示了γ 与波荡器间隙。这个γ该值从25mm间隙时的0.67增加到220mm全开间隙时的0.81。增加γ可能是由于光子束参数的系统变化，或其他未知原因。

图4 之间关系的结果γ和波荡器间隙。

3.5. 测量不确定度指数

有许多因素导致PBPM测量结果的不确定性。为了研究置信水平并找出导致不确定性的因素，本研究使用了三组PBPM。

图5显示了三个PBPM的测量结果。在图5中(一)有三条曲线对应于相关PBPM测量的光束位置。可以看出，这三条曲线的值在趋势和微观荧光上都很吻合。这意味着测量系统具有良好的可靠性。在图5中(b条)这三条曲线显示了从三个PBPM的光束位置导出的角度。由于PBPM区域中没有光学元件，因此三个测量角度原则上应完全相同。在我们的测量中，虽然这三条角度曲线的趋势相似，但这三条角曲线的值彼此不同。PBPM结构的变化K_年因素γ因素、电子束质量或其他因素可能会导致这三条角度曲线的值出现差异。

图5 职位(一)和角度(b条)三个PBPM的测量结果。水平轴上显示的数据集数量约为每秒两组。(一)顶曲线：BPM1；中间：BPM2；底部：BPM3。(b条)顶部：BPM1−BPM2；中间：BPM2−BPM3；底部：BPM−BPM3。

虽然三个角度的值之间存在差异，但差异并不很大(例如图5中≤4µrad). 此外，观察到角度曲线中的漂移很小。≤±1µrad h的结果⁻¹获得了漂移（该值取决于电子束轨道的稳定性）。

这项工作的结果表明，PBPM的位置分辨率优于±1µm，漂移优于±1μm h⁻¹在不改变波动器间隙的情况下，根据三个角度的偏差评估的不确定度指数估计为<±3µrad。随着波荡器间隙从25 mm变为65 mm，不确定度指数增加到约±70µrad。需要进行更多研究以进一步改进。