[发明专利]超强激光驱动微通道靶产生涡旋伽马光子束的系统

权利要求书

1.超强激光驱动微通道靶产生涡旋伽马光子束的系统，其特征在于，

所述系统包括高斯激光发生器、微通道靶和光扇靶；

所述高斯激光发生器产生高斯激光，所述高斯激光沿所述微通道靶的轴线射入所述微通道靶；

所述高斯激光将微通道靶壁的电子离化，形成涡旋结构的电子束，并在激光作用下得到加速；

所述高斯激光在传输到微通道靶的尾端时照射到与微通道靶的轴线垂直的光扇靶上，形成具有涡旋结构及角动量的反射激光；

所述反射激光与微通道靶内的涡旋结构的电子束发生碰撞，电子束在激光电场作用下产生涡旋伽马光子束；

其中，所述光扇靶的厚度随围绕光扇靶轴心的角度变化而增大或者减小，所述光扇靶整体呈阶梯状，每级阶梯远离微通道靶的一面在同一平面上，靠近微通道靶的一面的位置随角度的变化而不同。

2.根据权利要求1所述的超强激光驱动微通道靶产生涡旋伽马光子束的系统，其特征在于，所述光扇靶分为n级阶梯，相邻每级阶梯厚度之差为λ/2n，其中，λ为高斯激光的波长，n为正整数且n≥4。

3.根据权利要求2所述的超强激光驱动微通道靶产生涡旋伽马光子束的系统，其特征在于，最小的阶梯厚度l满足

其中，n_e为电子密度，a为归一化的激光电场振幅。

4.根据权利要求2所述的超强激光驱动微通道靶产生涡旋伽马光子束的系统，其特征在于，所述光扇靶分为8级阶梯，相邻每级阶梯厚度之差为λ/16，高斯激光的波长λ为1μm，最小的阶梯厚度为1μm。

5.根据权利要求1所述的超强激光驱动微通道靶产生涡旋伽马光子束的系统，其特征在于，所述涡旋伽马光子束的角动量随着所述光扇靶的阶梯阶数和旋转方向的改变而变化。

6.根据权利要求1所述的超强激光驱动微通道靶产生涡旋伽马光子束的系统，其特征在于，所述微通道靶及光扇靶均由碳离子、氢离子及电子构成，整体为电中性。

7.根据权利要求6所述的超强激光驱动微通道靶产生涡旋伽马光子束的系统，其特征在于，所述微通道靶及光扇靶中电子的密度均为200n_c，n_c为等离子体临界密度，碳离子和氢离子的比例均为1:4。

8.根据权利要求1所述的超强激光驱动微通道靶产生涡旋伽马光子束的系统，其特征在于，所述高斯激光为圆极化的高斯激光，激光强度为10²¹～10²²W/cm²。

9.根据权利要求1所述的超强激光驱动微通道靶产生涡旋伽马光子束的系统，其特征在于，所述微通道靶为圆筒结构，微通道靶的内半径为2～4μm，所述微通道靶的厚度为0.8～1.2μm。