Abstract
在加速器物理實驗的研究中，粒子束橫截面的大小是非常重要的一個參數 。一般環型加速器之迴轉頻率均為百萬赫茲以上，以目前之CCD或光二極 體陣列所測得之光斑大小及其所推得之粒子束橫截面大小，皆為粒子束旋 轉多圈之平均值。因此有很多的物理現象無法被正確的觀測到。本論文即 為嘗試計一超高速之光斑監測系統以克服此問題。論文中建構的系統之主 要想法是利用單一的快速光 二極體(rise time 10ps)操在飽和範圍的 非線性現象。當相同的光子數射入光二極體，若光斑大小不一樣，則其單 位面積射入之光子數便不一樣，因此造成不同的飽和程度，結果將得到不 同大小的總 光電流，於是若使光二極體操作在非線性區，則量測光二 極體之輸出總光電流之變化情形即知射束截面的變化。我們的這個想法， 以雷射為待測射束的實驗證明與理論相符合。論文中提出一外加飽和雷射 之實驗解決如果射束強度不足以飽和光二極體的問題，即在先前之實驗中 ，先以一雷射飽和了光二極體，於是待測射束行為會加在飽和雷射上，此 時可量測的射束截面範圍將較未外加飽和雷射實驗為廣。此部分實驗結果 也與理論十分吻合。此外，論文中亦提出另二法來達到我們的目的。一為 以較易進入飽和區的MCP 取代光二極體以進行本實驗。二為尋找一快速響 應的Absorber，利用其非線 性來量測射束截面。