仕　様

Libera Spark ERXR/ERPTの仕様

◆ハードウェア仕様
・　ビーム位置モニター: 1つのビーム位置モニター（BPM）をサポート（4チャンネル）
・　サンプリング周波数: 最大125 MHzで、14ビットのA/D変換を実施
・　入力信号範囲: ・　最大入力信号:
　　・　ERXR: 　　・　ERPT: ・　減衰器: プログラム可能な31 dBの内部減衰器を含む15 dBの入力減衰器
・　温度ドリフト:
　　・　ERXR: 典型的に2 μm/°C
　　・　ERPT:
◆データ処理
・　リアルタイムデータストリーミング: 10 kHzでのデータ出力が可能
・　ターンごとのデータレート:
　　・　ERXR: RMS精度0.3 μm
　　・　ERPT: RMS精度1 μm
・　高速データレート: 10 kHzのデータで、ERXRは0.04 μm、ERPTは0.1 μmのRMS精度
・　遅いデータレート: 10 Hzのデータで、ERXRは0.02 μm、ERPTは0.05 μmのRMS精度

◆インターフェース
・　電源供給: Power over Ethernet (PoE)
・　同期信号: 電気的な3つの入力による同期機能
・　ソフトウェア互換性:
　　・　EPICS: libera-ioc
　　・　TANGO: libera-ds
　　・　MATLAB/LabVIEW: libera-telnet-server
　　・　HTTP/WEB: libera-http-plugin
　　・　C++: libera-mci
　　・　Python: libera-pymci

◆物理的特徴
・　冷却方式: パッシブ冷却
・　効率的なハードウェア設計: 低消費電力で動作し、騒音が発生しない設計

これらの仕様により、Libera Spark ERXR/ERPTは高精度なビーム位置測定とデータ処理を実現し、シンクロトロン施設において重要な役割を果たします。

ユースケース

Libera Spark ERXR / ERPTのユースケース

1. シンクロトロン施設
・　用途: 電子ビームの高精度測定と制御を行い、ビームの安定性を向上
・　効果: ビーム品質を維持し、実験結果の信頼性を高める

2. 高エネルギー物理学実験
・　用途: 粒子衝突実験におけるターンごとのビーム位置測定
・　効果: 実験データの精度向上、新しい物理現象の発見を促進

3. ビームダイナミクス研究
・　用途: ビームの動的特性を観察し、データ収集と解析
・　効果: 最適なビーム運用条件を確立し、ビームの特性を理解

4. 機械保護システムの統合
・　用途: ビームの異常を検知し、機械保護システムと連携
・　効果: 機器の損傷を防ぎ、運用の安全性を確保

5. 医療用加速器
・　用途: 放射線治療装置でのビーム位置制御
・　効果: 患者への放射線照射精度を高め、治療効果を最大化

6. 材料加工および産業応用
・　用途: ビームを利用した材料加工や表面処理でのビーム制御
・　効果: 加工精度の向上と生産効率の改善を実現

7. ビーム制御システムの開発
・　用途: 新しいビーム制御アルゴリズムの開発や検証。
・　効果: 先進的なビーム制御技術を研究・実装するためのプラットフォームを提供

これらのユースケースにおいて、Libera Spark ERXR / ERPTは高精度なビーム測定と信号処理を提供し、さまざまな科学研究や産業アプリケーションでの重要な役割を果たしています。

パフォーマンス

Libera Spark ERXR / ERPTのパフォーマンス

1. 測定精度
・　高解像度: ターンごとのデータレートで、通常サブミクロンのRMS精度を達成
　　・　ERXR: RMS精度は0.3 μm
　　・　ERPT: RMS精度は1 μm

2. データストリーミング
・　リアルタイムデータストリーミング: 最大10 kHzでのデータ出力が可能
　　・　ERXR: 高速データのRMS精度は0.04 μm
　　・　ERPT: 高速データのRMS精度は0.1 μm

3. 減衰器のプログラム可能性
・　信号範囲の最適化: 15 dBの入力減衰器と31 dBの内部減衰器が搭載されており、最適な信号範囲を調整可能

4. 同期機能
・　複数機器の同期: 参照クロックを使用して複数の機器を同期させ、正確な測定を実現

5. データ処理能力
・　サンプリング周波数: 100-125 MHzのPLL制御で信号をサンプリング。生のADCデータをバッファに保存し、時間領域処理ブロック（TDP）と周波数領域処理ブロック（DDC）を使用して処理を行う

6. バッファとデータ保存
・　循環バッファ: ターンごとのデータを循環バッファに記録し、数百万ターン分のデータを保持
・　柔軟なデータ取得: トリガー、オンデマンド、±オフセットなどのモードでデータを読み出し可能

7. 消費電力と冷却
・　低消費電力設計: Power-over-Ethernetによる電源供給を受け、騒音が発生せず、強制冷却が不要

これらのパフォーマンス特性により、Libera Spark ERXR / ERPTはシンクロトロンおよび高エネルギー物理学の研究において、高精度で信頼性の高いビーム位置測定を提供します。

採用事例

Libera Spark ERXR/ERPTは、以下の研究所や施設で広く使用されています：

・　ALBA - シンクロトロン光研究所（CELLS）、スペイン
・　ANKA - カールスルーエ工科大学（KIT-FZK）、ドイツ
・　APS　- アルゴンヌ国立研究所（ANL）、アメリカ
・　BESSY II - ドイツのヘルムホルツセンター・ベルリン
・　CHUBU=AICHI SYNCHROTRON - 名古屋大学、日本
・　Diamond Light Source - ダイヤモンド光源、イギリス
・　ESRF - 欧州シンクロトロン放射線施設、フランス
・　HiSOR - 広島シンクロトロン放射線センター、日本
・　PF - 高エネルギー加速器研究機構（KEK）、日本
・　SLRI - シンクロトロン光研究所、タイ
・　SPEAR3 - スタンフォード線形加速器センター（SLAC）、アメリカ
・　TPS - 国家シンクロトロン放射線研究センター（NSRRC）。台湾
・　UVSOR facility - 自然科学研究所分子科学研究所、日本

これらの施設では、Libera Spark ERXR/ERPTが高精度なビーム位置測定とデジタル信号処理を提供し、様々な科学研究や実験において重要な役割を果たしています。