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作者：赵建锟;夏经铠;柳学榕;
单位：上海科技大学;
摘要：上海硬X射线自由电子激光装置(Shanghai HIgh repetitioN rate XFEL and Extreme light facility,SHINE)是正在建设的高重复频率、高亮度脉冲X射线光源。在SHINE的建设与运行阶段,均需对到达后端光束线站的X射线自由电子激光(X-ray Free-Electron Laser,XFEL)脉冲强度进行诊断测量。SHINE装置的特性对测量系统的动态范围及测量频率提出了高要求。本文实现了一套基于光电二极管的XFEL脉冲测量系统,设计并制作了其中用于光电二极管信号读出的放大电路。该放大电路主体基于跨阻放大器设计,可实现对光电二极管的高重频信号读出,带宽满足光电二极管的带宽要求,且通过高速模拟开关实现不同增益放大电路的选择。实验表明,多次测试下:百倍增益通道的输出噪声约为0.493 mV,信噪比为38.73 dB,增益相对标准差为1.75%;千倍增益通道的输出噪声约为7.964 mV,信噪比为32.45 dB,增益相对标准差为1.29%。该系统的动态范围为单脉冲电荷量3 pC到25 nC。
关键词：X射线自由电子激光;;光电二极管;;读出电路;;前端放大器
基金资助：国家自然科学基金资助项目(12005134);; 国家重点研发计划(批准号:2022YFF0608303)
