[发明专利]产生X射线或远紫外线激光的方法及其装置

权利要求书

1.一种产生X射线或远紫外线激光的装置，它包括：

(1)刃状液体阳极结构，该结构包括：一个贮存液体材料的容器，该容器有一个槽形开口；一个液体材料输送和液体刃形成部件，该部件与该容器组合使得液体材料通过该容器的槽形开口输出，并形成液体刃；(2)一个放置于该刃状液体阳极结构对面的阴极；(3)脉冲式高压电源系统，该系统提供足够大电流的高压脉冲给该刃状液体阳极结构和该阴极，使其在该刃状液体阳极和阴极之间发生真空放电而形成等离子体，真空放电电流本身产生的磁场把该等离子体限制在一个细长的柱内，从该等离子柱内发射出X射线或远紫外线激光。

2.根据权利要求1中所述的一种激光装置，其特征在于：所述的液体材料输送和液体刃形成部件包括一个槽形颈口，该槽形颈口与所述的容器的槽形开口相连接，液体材料通过该槽形颈口流出，并且在该槽形颈口的末端形成液体刃。该槽形开口由其熔点高于液体材料的熔点并且与液体材料不发生反应的材料制成。

3.根据权利要求1中所述的一种激光装置，其特征在于：所述的液体材料输送和液体刃形成部件包括由金属或合金烧结成的多孔性材料制成的刃状固体件，该刃状固体被镶入所述的容器的槽形开口内，液体材料通过该刃状固体件内部渗透到该刃状固体件的未端形成液体刃。

4.根据权利要求1中所述的一种激光装置，其特征在于：所述的液体材料输送和液体刃形成部件包括刃状固体板，该刃状固体板一端浸入所述的容器内贮存的液体材料中，另一端通过所述的容器的槽形开口伸出。液体材料在该刃状固体板表面润湿并且流向该刃状固体板的伸出端而形成液体刃。该刃状固体板由其熔点高于液体材料溶点并且与液体材料不发生反应的材料制成。

5.根据权利要求1中所述的一种激光装置，其特征在于：所述的液体材料包含有辐射激光的元素。

6.根据权利要求1中所述的一种激光装置，其特征在于：所述的液体材料还包含有能加快所述的等离子柱冷却的重元素。

7.根据权利要求1中所述的一种激光装置，其特征在于该装置还可以导入含有重元素的气体，以提高所述的等离子柱的冷却率。

8.根据权利要求1中所述的一种激光装置，其特征在于：所述的阴极是一块平板。

9.根据权利要求1中所述的一种激光装置，其特征在于：所述的阴极被加工成了一个刃形。

10.根据权利要求1中所述的一种激光装置，其特征在于：所述的阴极包括一个触发电极、一个主电极，该触发电极与该主电极之间用绝缘材料绝缘。

11.根据权利要求1中所述的一种激光装置，其特征在于：所述的脉冲式高压电源系统包括电容器、火花间隙开关、触发器和传导板。

12.根据权利要求1中所述的一种激光装置，其特征在于：所述的刃状液体阳极结构还包括一个加热器，用于加热在常温下为固体的材料，使其在工作温度下转变成液体。

13.根据权利要求1中所述的一种激光装置，其特征在于：所述的装置还包括一个垂直放置于等离子柱轴线上一端的反射镜；和垂直放置于等离子柱轴线上另一端的部分反射镜。

14.根据权利要求1中所述的一种激光装置，其特征在于：所述的装置还包括一个普通激光系统，该普通激光系统发射一个聚焦的激光束到所述的液体刃上，使得其液体刃上的液体材料蒸发，该蒸发的液体材料进而触发所述的刃状液体阳极结构与所述的阴极之间的真空放电。

15.一种产生X射线或远紫外线激光的方法，它包括以下工序：用液体材料形成一个刃状液体阳极；在该刃状液体阳极的对面放置一个阴极；在该阳极和阴极之间输入一个电流足够强的高压脉冲使其发生真空放电而形成等离子体，真空放电电流本身产生的磁场把该等离子体限制在一个细长的柱内，在该等离子柱内出现粒子数反转，进而导致发射X射线或远紫外线激光。

16.根据权利要求15中所述的方法，其特征在于：所述的等离子柱内导致粒子数反转的因素包括：电子碰撞激励、电子离子复合、光子激励、光电离、以及电荷碰撞交换。