[发明专利]激光驱动粒子束辐照设备及方法

权利要求书

1.一种激光驱动粒子束辐照设备，包括：

粒子束发生器，其利用脉冲激光辐照靶，以发射激光驱动的粒子射线；

形成传输路径的束会聚单元，该传输路径将所发射的激光驱动的粒子 射线引导至待辐照的对象，并在空间上会聚所述激光驱动的粒子射线；

能量选择器，其提供于所述束会聚单元的出口处，并适于从所述束会 聚单元会聚的具有连续能量分布的所述激光驱动的粒子射线中选择具有特 定能量和特定能量宽度的所述激光驱动的粒子射线；

辐照端口，其使所述激光驱动的粒子射线扫描待辐照的对象，以调节 该对象中的辐照位置；以及

辐照控制器，其控制所述粒子束发生器、所述束会聚单元、所述能量 选择器和所述辐照端口的操作；

其中，所述束会聚单元在所述激光驱动的粒子射线的轨迹上产生磁场 并通过所述磁场会聚所述激光驱动的粒子射线，所述磁场迫使所述激光驱 动的粒子射线中偏离所述轨迹的中心的发散分量返回到所述轨迹的所述中 心。

2.根据权利要求1所述的激光驱动粒子束辐照设备，其中所述束会聚 单元设置于所述粒子束发生器与所述能量选择器之间。

3.根据权利要求1所述的激光驱动粒子束辐照设备，其中所述束会聚 单元包括由永磁体制成的多极磁体，且所述多极磁体产生所述磁场。

4.根据权利要求3所述的激光驱动粒子束辐照设备，其中沿着所述束 会聚单元的所述激光驱动的粒子射线的传输路径设置多个所述多极磁体， 且至少一个所述多极磁体被设置为是可移动的。

5.根据权利要求3所述的激光驱动粒子束辐照设备，其中所述束会聚 单元包括角度准直器，所述角度准直器设置于所述多极磁体与所述粒子束 发生器的所述靶之间并阻挡所述激光驱动的粒子射线的广角分量以避免其 到达所述多极磁体。

6.根据权利要求1所述的激光驱动粒子束辐照设备，其中所述能量选 择器被配置用于在激光驱动的粒子射线的所述传输路径中产生根据激光驱 动的粒子射线的动量偏转该激光驱动的粒子射线的磁场，选择具有特定轨 迹的激光驱动的粒子射线，并从所述传输路径去除剩余的激光驱动的粒子 射线，以便选择激光驱动的粒子射线的能量和能量宽度。

7.根据权利要求6所述的激光驱动粒子束辐照设备，其中所述能量选 择器被设置有电磁体和能量准直器，所述电磁体在激励电流的控制下产生 可变磁场，所述能量准直器被设置为阻挡由所述可变磁场偏转的激光驱动 的粒子射线的所述传输路径并形成狭缝，所述狭缝选择性地允许具有特定 轨迹的激光驱动的粒子射线通过所述狭缝。

8.根据权利要求7所述的激光驱动粒子束辐照设备，其中所述能量选 择器的所述能量准直器调节所述狭缝的尺寸。

9.根据权利要求1所述的激光驱动粒子束辐照设备，还包括能量分布 会聚单元，其形成所述激光驱动的粒子射线的所述传输路径并会聚通过所 述传输路径的所述激光驱动的粒子射线的能量分布，以提供处于特定能量 的峰。

10.根据权利要求9所述的激光驱动粒子束辐照设备，其中所述能量 分布会聚单元包括相位旋转腔单元，所述相位旋转腔单元形成所述激光驱 动的粒子射线的传输路径，并且在施加高频电压的条件下在所述传输路径 中产生高频电场，在所述高频电场中发生聚束中的粒子被加速的状态和聚 束中的粒子被减速的状态，以将所述激光驱动的粒子射线的所述能量分布 会聚到特定能量，且其中所述辐照控制器调节待施加到所述相位旋转腔单 元的所述高频电压的所述相位，以调节所述激光驱动的粒子射线的所述能 量分布的能量峰的位置。