[发明专利]一种光阳极质子源

摘要

本发明公开了一种光阳极质子源，适用于高分辨质子照相，质子诊疗，高能量密度物质的产生，以及作为高能质子加速器的注入器。所述的光阳极质子源包括激光光源和真空靶室。本发明中的超短超强激光束穿过真空靶室窗口照射到靶室内的平面反射镜上，反射后的激光束由离轴抛面反射聚焦镜聚焦到富氢磁带靶上，产生MeV量级的连续谱质子束。质子束的能谱与发散角通过后面的束流品质调整系统后得到改善。螺线管的使用实现了束流的准直；准直后的束流通过RF腔后其能谱也受到调制，产生一系列准单能峰；最后束流通过狭缝-弯铁-狭缝结构的选能系统,产生了需要的单能峰质子束。本发明的光阳极质子源结构简单，具有良好的准直性、单色性、稳定性。

主权项

一种光阳极质子源，其特征在于：所述的光阳极质子源包括TW级激光器（1）和真空靶室（2），所述真空靶室（2）设置有窗口（201），真空靶室（2）内放置有平面反射镜（3）、离轴抛面反射聚焦镜（4）、富氢磁带靶组件（5）、螺线管（6）、RF腔（7）和选能系统（8）；TW级激光器（1）发射的红外激光束穿过真空靶室（2）的窗口（201）射到位于真空靶室（2）内的平面反射镜（3）上；由平面反射镜（3）反射的激光束射在离轴抛面反射聚焦镜（4）上；所述的富氢磁带靶组件（5）含有带状富氢金属薄膜靶（501）、从动轮（502）、主动轮（503），带状富氢金属薄膜靶（501）靶面位于离轴抛面反射聚焦镜(4)的焦点处；所述的螺线管（6）放置在离带状富氢金属薄膜靶(501)靶面下游位置，螺线管(6)轴向垂直于离带状富氢金属薄膜靶(501)靶平面，用于收集激光产生的质子，并对一个能量附近的质子束实现准直；所述的RF腔（7）具有两个加速间隙, RF腔(7)位于螺线管(6)之后，RF腔(7)的轴线与螺线管(6)的轴线重合；通过调节RF腔(7)的相位, 使得准直后的质子束获得能量调制，产生准单能质子峰；所述的选能系统（8）包括第一狭缝（801）、弯铁（802）、第二狭缝（803），用于实现对一个单能峰的选能；其中第一狭缝(801)垂直于RF腔(7)轴线，经过RF腔(7)调制后的的质子束通过第一狭缝(801)进行限束，再经弯铁(802) 偏转,在弯铁(802)出口处设置平行于弯铁(802)的第二狭缝(803),用于经RF腔(7)调制产生的某个单能峰质子通过第二狭缝(803)，产生稳定的准直准单能质子束。