基于铯蒸发电磁感应透明性的电子束轮廓测量

我们提出了一种基于锂金属原子量子性质的全光学检测方法，用于确定电子束的位置和空间轮廓。为了测量由电子束产生的电场，我们通过两光子梯形过渡激发热铯原子至高度激发的 Rydberg 态，并通过监控相应的电磁感应透明性（EIT）传输峰频率来检测 Rydberg 态的 Stark 位移。我们解决了该方法的若干技术挑战。首先，我们使用交叉激光束获取电子束位置和几何信息。其次，通过脉冲电子束和相敏感光学检测，我们将真正的电子束电信号与由于窗上的光电荷产生的寄生电场分离。最后，我们使用主成分分析进一步提高信号质量。我们测试了该方法来检测电流并重建 20 keV 电子束的 2D 轮廓，电流范围为 25-100 μA。虽然该技术提供的空间分辨率低于荧光基于测量，但由于其速度和有限的光学访问要求，它可用于加速器设施中对带电粒子束的实时非侵入式诊断。