[实用新型]两面并排式面电子流横向碰撞高电荷重离子高能激光器

说明书

技术领域

本实用新型属于大型机电类产品，具体为两面并排式面电子流横向碰撞高电荷重离子高能激光器。

背景技术

现今已在实验室中利用类氢、类锂、类氖和类镍等低电荷离子的电子纵向碰撞电离激发跃迁，得到了波长在范围内的单束激光，但单色亮度小、功率低、波长也还不够短、还不能实际应用。

在2016年09月05日，本申请人对2013年8月28日已公告授权发明专利申请“高速面电子流横向来回碰撞高电荷离子双束激光发射装置”(ZL 200910164613.8)进行了重大改进后、提交的实用新型专利申请“并排式面电子流横向碰撞高电荷离子高能双束激光器”(ZL 2016 2106 5724.5)已在2017年07月14日公告授权。本实用新型专利申请又对上述实用新型专利申请(ZL 2016 2106 5724.5)进行了重大改进，可望取得更加显著的功效。

发明内容

本实用新型的目的是克服上述现今激光发射装置的严重缺陷，解决了如何产生和利用高电荷重离子的高速两面并排式面电子流横向来回碰撞电离激发跃迁，来获得单色亮度大、功率高、波长更短的能实用的高能激光的技术问题，同时提供了一套能产生高速两面并排式面电子流和高电荷重离子束，并通过高速两面并排式面电子流横向来回反复碰撞激发高电荷重离子束、来获得单色亮度大、功率高、波长很短的能实用的高电荷重离子更高强度的高能激光的发射装置，由电偏转器和套在电偏转器上面的磁偏转器组成高电荷重离子束输出输入通道可提高高电荷重离子束的纯度并减少输入时的损耗。利用这套装置还可发射能治疗肿瘤和其它疾病的高能高电荷重离子束。因为加速电子比加速重离子容易得多，所以本实用新型专利申请可以使装置大大的小型化。

本实用新型专利申请可为高能激光器的研制和应用开辟一条新的途径。

本实用新型需要解决的技术问题是：

1、因为在同一类等电子系列离子中，离子越重、荷电量越多，同一跃迁的波长就越短。所以要获得更短波长的激光，就必须要获得离化度更高、荷电量更多的高电荷重离子。要获得单色亮度大，功率高的激光束，所利用的高电荷重离子的密度或束流强度就必须很大，电离和激发用的面电子流强度也必须很大。现今获得高电荷重离子的方法是使用大型的离子源和巨型的加速器，将低电荷离子加速后与靶碰撞来获得高电荷重离子。这些设备巨大，消耗的能量也很巨大，但获得的高电荷重离子束的强度却很小，只能作光谱分析实验，不能作实用的激光实验。如何利用普通的小型简单机电设备获得高强度的高电荷重离子束和更高强度的面电子流是本实用新型需要解决的第一个技术问题。

2、现今的电离和激发用的电子流强度虽很大，但都是线状的，只能对重离子束进行纵向碰撞。纵向碰撞设备简单，但受自由程的限制，碰撞时电子的能量不可能很大，且各次碰撞的能量具有很大的不确定性，其能量恰能将重离子激发到某激光能级上去的电子数很少，大部分电子的能量都转化成了重离子的热能、浪费了，电能转化为光能的效率很低，致使获得的激光强度很弱，单色亮度很小。如何使每个碰撞到重离子上的电子都能以确定的恰能将重离子激发到某激光能级上去的能量去碰撞重离子，使每个电子的能量都能充分地转化为重离子的激发能，并通过自发辐射转化为激光的光能。是本实用新型需要解决的第二个技术问题。

3、在本申请人提交的发明专利申请“高速面电子流横向来回碰撞高电荷离子双束激光发射装置”(ZL 200910164613.8)和对它进行了重大改进后提交的实用新型专利申请“并排式面电子流横向碰撞高电荷离子高能双束激光器”(ZL 2016 2106 5724.5)中、能产生的面电子流强度和能获得的激光强度都比较大，但还不够大。如何使产能生的面电子流强度和能获得的激光强度都更大，是本实用新型需要解决的第三个技术问题。

4、在上诉发明专利申请和实用新型专利申请中，只能输出高能激光，不能输出高能高电荷重离子。如何能既可输出高能激光，必要时又能输出高能高电荷重离子，是实用新型明需要解决的第四个技术问题。

技术方案