[发明专利]基于激光等离子体驱动的超快电子衍射装置

摘要

一种超快电子衍射装置，包括飞秒激光光源、靶室、样品控制器、电子束成像系统和真空泵。利用激光与固体靶相互作用中产生的电子束作为超快电子衍射的电子源以及电子束的优化是本发明的核心。本发明利用激光等离子体相互作用产生的电子束，电子不需要经历阴极‑阳极的加速以及偏转过程，减小了电子到达样品的传输距离以及由于长距离传输导致的空间电荷效应的影响，提高了该装置的时间分辨能力。另一方面，电子束的优化系统能够筛选出单能性好，能散低的电子，进一步提高了该装置的空间分辨能力。本发明具有结构紧凑，时间空间分辨率高的优点。

主权项

一种基于激光等离子体驱动的超快电子衍射装置，其特征在于，该装置包括：飞秒激光光源(7)、靶室(23)、样品控制器(28)、电子束成像系统(30)、真空泵(22)；所述的靶室(23)是一个具有主脉冲入射窗口(24)的筒状腔室，在所述的靶室(23)中设有固体靶(9)和聚焦系统(31)，该聚焦系统(31)由反射镜(32)和离轴抛物面镜(8)构成，所述飞秒激光光源(7)出射的激光通过主脉冲入射窗口(24)垂直入射到所述靶室(23)中，经所述的反射镜(32)和离轴抛物面镜(8)聚焦到固体靶(9)的表面；在所述的固体靶(9)激光的反射方向依次是电子束优化系统(29)、控制样品底座(17)和与所述靶室(23)连接的电子束成像系统(30)，在所述的控制样品底座(17)上是样品台(16)，该样品台(16)供设置待测样品(15)，从所述固体靶(9)表面发射的电子束经过所述电子束优化系统(29)入射到待测样品(15)上；所述的电子束成像系统(30)依次由微通道板(18)、荧光屏(19)和CCD(20)构成，所述的微通道板(18)与所述的靶室(23)相连通；所述的真空泵(22)通过插板阀(21)与所述靶室(23)连接；所述的样品控制器(28)通过控制电路(27)经所述的靶室(23)上的电路接口(26)与所述的控制样品底座(17)相连；所述电子束优化系统(29)包括：第一狭缝(12)垂直放置在所述固体靶(9)输出的电子束出射方向上；第一块二极磁铁(10)的N极朝上，S极朝下，与所述的第一狭缝(12)平行放置在电子入射方向的右侧；第二块二级磁铁(11)的N极朝上，S极朝下，与所述的第一块二极磁铁(10)以顺时针水平旋转5至15度角放置在电子入射方向的右侧，电子束首先入射进入所述的第二块二极磁铁(11)；第二狭缝(13)与所述的第二块二极磁铁(11)平行放置在所述的第一块二极磁铁(10)和第二块二极磁铁(11)间远离入射电子方向的一侧，用于筛选出单能电子；一个磁透镜(14)放置在所述第一块二极磁铁(10)的电子出射方向，用于对出射的电子束进行聚焦。