[实用新型]一种腔长可调的级联式相干X射线装置

说明书

本实用新型公开了一种腔长可调的级联式相干X射线装置，适用于相干X射线及极紫外射线的产生和应用等领域，具有转换效率高、波长可调谐范围宽等特点。本实用新型采用了级联式双作用腔结构，第一个作用腔用于X射线种子光的产生，第二个作用腔用于X射线种子光的放大，这种双腔设置大大提高了X射线的产生效率；每个作用腔的作用长度可通过活塞有效调节，且在调节作用腔长度时不改变装置各部件之间的相对位置，这是由于该装置的波纹管的可压缩性实现了距离改变的缓冲，而作用腔长的有效调节可优化激光与工作气体相互作用时的相位匹配关系，使得最终输出的X射线最佳；基于这两个创新点，本装置输出X射线的能量和效率都达到了新高。

技术领域

本实用新型涉及一种腔长可调的级联式相干X射线装置，适用于相干X射线及极紫外射线的产生和应用等领域，具有转换效率高、波长可调谐范围宽等特点。

背景技术

激光(英语：Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation，缩写：LASER，或者简称：laser)，港澳地区称“激光”、“雷射”，中国台湾地区称“雷射”，是指通过受激辐射而产生，放大的光，即受激辐射的光放大。特点是单色性极好，发散度极小，亮度(功率)可以达到很高。产生激光需要“激发来源”，“增益介质”，“共振结构”这三个要素。激光器的实用新型是20世纪科学技术的一项重大成就。它使人们终于有能力驾驭尺度极小、数量极大、运动极混乱的分子和原子的发光过程，从而获得产生、放大相干的红外线、可见光线和紫外线(以至X射线和γ射线)的能力。激光科学技术的兴起使人类对光的认识和利用达到了一个崭新的水平。由于波长低于200nm的激光很容易被空气及材料本身吸收，所以很难利用工作介质直接产生极紫外波段及X射线波段的激光。现有的技术中，常用长波段的驱动激光与工作气体(常用惰性气体)相互作用来产生短波段的相干X射线及极紫外射线，这种方式的转换效率很低。

实用新型内容

为了解决现有技术中所存在的问题，本实用新型在此的目的在于提供一种腔长可变的腔长可调的级联式相干X射线装置，利用该装置既能够能够直接产生X 射线，且X射线的转换效率较高。

为了实现本实用新型的目的，在此所提供的腔长可调的级联式相干X射线装置包括输入窗、X射线产生级、X射线放大级、过滤窗、真空泵、以及X射线存储腔，所述输入窗、所述X射线产生级和所述X射线放大级之间分别依次通过连通件A连通；所述X射线产生级和所述X射线放大级分别包括可伸缩波纹管A、可伸缩波纹管B、作用腔和储气罐，所述作用腔位于所述可伸缩波纹管A和所述可伸缩波纹管B之间，所述可伸缩波纹管A与所述作用腔之间，以及所述可伸缩波纹管B与所述作用腔之间分别通过活塞连通；所述储气罐通过管道A与所述作用腔连通；所述可伸缩波纹管A空置的一端口为输入端口，所述可伸缩波纹管B 空置的一端口为输出端口；所述过滤窗位于所述X射线放大级中的输出端口和所述X射线存储腔之间；所述真空泵用于将X射线产生级、以及X射线放大级中的空气抽空使其内处于真空状态。

本申请提供的装置利用了波纹管的可压缩性实现了作用腔长的可调谐，能够优化激光和惰性气体之间相互作用的相位匹配关系，使得最终输出的X射线最佳；同时本装置采用了双作用腔的构造，实现了相干X射线输出效率的极大提高。

进一步的，还包括真空计A，所述真空计A分别通过连通件B与所述所述X 射线存储腔、所述连通件A连通。通过真空计有利于监控装置内真空情况，实现了实时保证装置内真空环境，有利于X射线的产生。

进一步的，还包括平移台，所述活塞与所述可伸缩波纹管A、所述可伸缩波纹管B相连接的一端安装于所述平移台上。将活塞的一端安装于平移台上，使用过程中滑动移动台即实现了作用腔长度的调节，操作更为简单，方便。

进一步的，所述管道A上设置有针阀。通过针阀实现了作用腔内气体量的控制，且能够很精确地控制通入作用腔内惰性气体的量。