[实用新型]两面并排式面电子流横向碰撞高电荷重离子高能激光器

摘要

采用包含未电离原子返回通道的低速两面并排式面电子流横向碰撞单电荷重离子束注入段来获得高强度单电荷重离子束，采用扁跑道形较高速两面并排式面电子流横向碰撞高电荷重离子电离环来将高强度单电荷重离子束转变成电离度为μ的高强度高电荷重离子束，采用扁跑道形高速两面并排式面电子流横向碰撞高电荷重离子激发环来实现高电荷重离子高强度高能激光的发射。由电偏转器和磁偏转器组成的高电荷重离子束输出输入通道可提高高电荷重离子束的纯度并减少输入时的损耗。本实用新型可以使装置大大小型化且更高效。可以用来获得生物内部原子结构高反差全息图像或作为一种新型高能激光武器。这套装置还可发射能治疗肿瘤和其它疾病的高能高电荷重离子束。

主权项

一种两面并排式面电子流横向碰撞高电荷重离子高能激光器，其特征是：两面并排式面电子流横向碰撞高电荷重离子高能激光器由一个包含有未电离重原子返回通道(1’、1”)的低速两面并排式面电子流横向碰撞单电荷重离子束注入段(A)、一个通过低速两面并排式面电子流横向碰撞单电荷重离子束注入段(A)的单电荷重离子束输出输入通道(7)和低速两面并排式面电子流横向碰撞单电荷重离子束注入段(A)相连接的包含有多电荷重离子返回通道(21)的扁跑道形高速两面并排式面电子流横向碰撞高电荷重离子电离环(B)、一个通过多电荷重离子返回通道(21)中的高电荷重离子束输出输入通道(21”)和高电荷重离子束输出输入通道(21”)相联接的既可输出高能激光、又可输出高电荷重离子的扁跑道形高速两面并排式面电子流横向碰撞高电荷重离子激发环(C)、以及它们所需的动力、电器、真空等附属设备组成，低速两面并排式面电子流横向碰撞单电荷重离子注入段(A)和扁跑道形高速两面并排式面电子流横向碰撞高电荷重离子电离环(B)安装在一个密封的抽成真空的扁长方体大电离箱(38)中，扁跑道形高速两面并排式面电子流横向碰撞高电荷重离子激发环(C)安装在另一个固定在扁长方体大电离箱(38)上面的密封的抽成真空的扁长方体大激发箱(39)中，它们所需的动力、电器、真空等附属设备都安装在另一个位于扁长方体大电离箱(38)下面或旁边的可装卸的扁长方体大附件箱(40)中，所述低速两面并排式面电子流横向碰撞单电荷重离子束注入段(A)位于扁跑道形高速两面并排式面电子流横向碰撞高电荷重离子电离环(B)的左边，它由一个装有高频感应加热电路的高温原子炉(1)、一个与高温原子炉(1)的正方形炉口(2)相连接的加有略大于重原子单电离电位电压的低速两面并排式面电子流横向碰撞单电离区(a)、一个与低速两面并排式面电子流横向碰撞单电离区(a)相连接的加有一定电压的外面套有一个由50‑100个比正方形炉口(2)横截面稍大的由铜管或银管或金管制成的正方形金属框(11)和高电阻(12)相间串联而成的梯度离子加速管(5)、由一个与梯度离子加速管(5)连接的左边带负电的金属条(7)组成的单电荷重离子束(4)输出输入通道(7)和与单电荷重离子束(4)输出输入通道(7)在同一直线上的末端装在高压气体压缩机(1”)左端的未电离重原子反回通道(1’)构成，高压气体压缩机(1”)的右端固定装在高温原子炉(1)的左侧，单电荷重离子束(4)输出输入通道(7)的末端和扁跑道形高速两面并排式面电子流横向碰撞高电荷重离子电离环(B)中的电磁速度选择器(13)后端的入口相联，所述低速两面并排式面电子流横向碰撞单电荷重离子束注入段(A)中的低速两面并排式面电子流横向碰撞单电离区(a)由两面相互正交的并排式面电子流横向碰撞单电离区组成，每面并排式面电子流横向碰撞单电离区均由2‑10个并排放置的发射腔(a’)和2‑10个并排放置的反射腔(a”)组成，发射腔(a’)由表面涂有BaO材料的横截面略大于正方形炉口(2)横截面的处于原子束左侧或上侧的由细长钨片作成的通电热阴极(8)和一个与通电热阴极(8)平行相邻的由50‑100个面积略大于通电热阴极(8)面积的与高电阻(12)相间串联在一起的由铜管或银管或金管制成的平行扁长方形金属框(11)组成，反射腔(a”)和发射腔(a’)结构相同、在同一个水平面上或在同一个竖直面上、处于单电荷重离子束(4)的左右两侧或上下两侧、位置对称，但反射腔(a”)没有通电热阴极(8)，各个发射腔(a’)和各个反射腔(a”)中间的单电荷重离子束外套有一个通电导向线圈(a”’)，通电导向线圈(a”’)的宽度和发射腔(a’)和反射腔(a”)的宽度之比为1∶6‑1∶3，发射腔(a’)两端所加的电压略大于已由实验测知的重原子单电离电离电位、方向向右或向下，反射腔(a”)两端所加的电压比发射腔(a’)两端所加的电压大5％‑10％、方向相反，在各个发射腔(a’)和各个反射腔(a”)外各套有一个横截面比发射腔(a’)和反射腔(a”)横截面稍大的正方形通电导向线圈(10、10’)，所述扁跑道形高速两面并排式面电子流横回碰撞高电荷重离子电离环(B)由一个由上下一对永久磁铁和左右一对带等量异号电荷的平行金属板组成的电磁速度选择器(13)、一个高速两面并排式面电子流横向反复碰撞多电离区(b)、一个左端截面稍大于正方形炉口(2)、右端横截面的宽度是左端横截面宽度的5分之1‑4分之1、右端横截面高度和左端横截面高度相同的、入口是正方形一端、出口是扁长方形一端的通电导向磁聚焦线圈(15)、一对180°转向磁铁(20)、一个高度稍大于通电导向磁聚焦线圈(15)高度、宽度是正方形炉口(2)高度4‑10倍的套有通电导向线圈(21’)的多电荷重离子返回通道(21)和另一对180°转向磁铁(20’)相继串联而成，高速两面并排式面电子流横向碰撞多电离区(b)由处于重原子束左右两侧和上下两侧的两面相互正交的并排式面电子流横向碰撞多电离区组成，每面并排式面电子流横向碰撞多电离区均由8‑16个并排放置的发射腔(b’)和8‑16个并排放置的反射腔(b”)组成，发射腔((b’)由表面涂有BaO材料的宽度略大于正方形炉口(2)宽度、长度是正方形炉口(2)宽度3‑6倍的处于混合重离子束(4)左侧或上侧的由细长钨片作成的通电热阴极(8)和一个与通电热阴极(8)平行相邻的由50‑100个面积略大于通电热阴极(8)面积的与高电阻(12)相间串联在一起的由铜管或银管或金管制成的平行扁长方形金属框(11)组成，反射腔(b”)和发射腔(b’)结构相同、在同一个平面上、处于混合离子束(4)左右两侧或上下两侧、位置对称，但反射腔(b”)没有通电热阴极(8)，各个发射腔(b’)和各个反射腔(b”)中间的混合离子束(4)外套有一个通电导向线圈(b”’)，通电导向线圈(b”’)的宽度和发射腔(b’)和反射腔(b”)的宽度之比为1∶5‑1∶3，发射腔(b’)两端所加的电压略大于需由理论计算才能得知的重原子电离度为μ的总电离电位、方向向下或向右，反射腔(b”)两端所加的电压比发射腔(b’)两端所加的电压大5％‑10％、方向相反，在各个发射腔(b’)和各个反射腔(b”)外各套有一个横截面比发射腔(b’)和反射腔(b”)横截面稍大的扁长方形通电导向线圈(15’、15”)，在多电荷重离子返回通道(21)后端内侧装有的高电荷重离子束输出输入通道(21”)由电偏转器和套在电偏转器上面的磁偏转器组成，电偏转器由固定在一块位于多电荷重离子返回通道(21)后端、靠近180°转向磁铁(20)处的绝缘平板(18)中间扁长方形小孔前后两短边的带等量正负电荷的两同心的4分之1圆弧形铜片或银片或金片构成，两同心的4分之1圆弧形铜片或银片或金片的两侧装有一很薄的绝缘陶瓷片，绝缘平板上中间扁长方形小孔的面积较通电导向聚焦螺线管(15)扁长方形出口的面积稍大，绝缘平板在一微型电动机的带动下可横向移动，半径较小的4分之1圆弧形铜片或银片或金片固定在绝缘平板(18)中间扁长方形小孔的后短边，其下沿和扁长方形小孔的后沿相切、且带负电，半径较大的同心圆弧形铜片或银片或金片固定在绝缘平板(18)中间扁长方形小孔的前短边，其下沿和多电荷重离子返回通道(21)内部扁长方形小孔后沿正下方处的底面相切，其上沿和半径较小的4分之1圆弧形铜片或银片或金片的上沿等高、且带正电，两同心的4分之1圆弧形铜片或银片或金片所带的等量正负电荷在两同心的4分之1圆弧形铜片或银片或金片间形成一辐射状电场，两同心的4分之1圆弧形铜片或银片或金片的下部和两侧装有的很薄的绝缘陶瓷片的下部构成电偏转器的和多电荷重离子返回通道(21)平形的扁长方形入口，两同心的4分之1圆弧形铜片或银片或金片等高的上部和两侧装有的很薄的绝缘陶瓷片的上部构成电偏转器的和多电荷重离子返回通道(21)平形的扁长方形出口，磁偏转器由套在电偏转器扁长方形出口外的通电导向磁扩散线圈和套在通电导向磁扩散线圈上面的通电导向磁聚焦线圈组成，通电导向磁扩散线圈和通电导向磁聚焦线圈(15)的结构相同，只是截面是细长方形的一端是入口、在下端，截面是正方形的一端是出口、在上端，下端入口的细长方形截面比电偏转器细长方形出口截面稍大，通电导向磁扩散线圈的上端出口的截面是比正方形炉口(2)截面稍大的正方形，通电导向磁聚焦线圈下端入口的截面为一矩形，矩形的和多电荷重离子返回通道(21)平行的一边的宽度稍大于通电导向磁扩散线圈(15’)出口的宽度，矩形的和多电荷重离子返回通道(21)垂直一边的长度则稍大于多电荷重离子返回通道(21)的宽度，通电导向磁扩散线圈和与通电导向磁扩散线圈固定联结在一起的电偏转器和绝缘平板(18)可在微型电动机的带动下、在通电导向磁聚焦线圈下面内部和左右移动，通电导向磁聚焦线圈从下端到中部的截面由矩形逐渐变为正方形，正方形以上再逐渐变窄变弯，末端出口指向水平方向，末端出口的截面是一扁长方形，扁长方形的宽度是扁长方形长度的5分之1‑4分之1，扁长方形的长边和高电荷离子水平飘移直线轨道垂直，通电导向磁聚焦线圈上端的末端出口恰和高电荷离子水平飘移直线轨道(23)中的入口下沿相切，多电荷离子返回通道(21)内侧的高电荷重离子束(22)经电偏转和磁偏转后恰能进入上面的扁跑道形高速两面并排式面电子流横向碰撞高电荷重离子激发环(C)中的高电荷重离子水平飘移直线轨道(23)中，所述扁跑道形高速两面并排式面电子流横向碰撞高电荷重离子激发环(C)由一个由前后两对180°转向磁铁(24、24’)和其间的两条平行高电荷重离子水平飘移直线轨道(23、23’)构成的扁田径跑道形环路、一个位于两条平行高电荷重离子水平飘移直线轨道(23、23’)中的每条平行高电荷重离子水平飘移直线轨道(23、23’)左右两侧和上下两侧的高速两面并排式面电子流横向碰撞激发区(d)、一个位于高速两面并排式面电子流(30)横向碰撞激发区(d)中间和高电荷重离子水平飘移直线轨道(23、23’)左右两侧和上下两侧的面电子流静电速度选择器(33)和一个由位于高电荷重离子水平飘移直线轨道(23、23’)延长线上前后的由一个全反射镜(34)和一个半反射透镜(35)组成的光学共振腔构成，扁跑道形高速两面并排式面电子流横向碰撞高电荷重离子激发环(C)位于扁跑道形较高速两面并排式面电子流横向碰撞高电荷重离子电离环(B)的的上面，在多电荷重离子返回通道(21)的中间内侧装有的高电荷重离子束输出输入通道(21”)的上端和扁跑道形高速两面并排式面电子流横向碰撞高电荷重离子激发环(C)右侧高电荷重离子水平飘移直线轨道上的入口相连接，所述高速两面并排式面电子流横向碰撞激发区(d)由位于每条高电荷重离子水平飘移直线轨道(23、23’)左右两侧或上下两侧的两面相互正交的并排式面电子流横向碰撞多电离区组成，每面并排式面电子流横向碰撞多电离区均由10‑20个并排放置的发射腔(d’)和10‑20个并排放置的反射腔(d”)组成，发射腔(d’)由表面涂有BaO材料的宽度略大于正方形炉口(2)宽度、长度是正方形炉口(2)宽度3‑5倍的处于两高电荷重离子水平飘移直线轨道(23、23’)左侧或两上侧的由细长钨片作成的通电热阴极(31)和一个与通电热阴极(31)平行相邻的由50‑100个面积略大于通电热阴极(31)面积的与高电阻(12)相间串联在一起的由铜管或银管或金管制成的平行扁长方形金属框(11)组成，反射腔(d”)和发射腔(d’)结构相同、在同一个平面上、处于每条高电荷重离子水平飘移直线轨道(23、23’)左右两侧或上下两侧、位置对称，但反射腔(d”)没有通电热阴极(8)，各个发射腔(d’)和各个反射腔(d”)中间的电离度为μ的高电荷重离子束外套有一个通电导向线圈(d”’)，通电导向线圈(d”’)的宽度和发射腔(d’)的宽度之比为1∶5‑1∶3，发射腔(d’)两端所加的电压略大于恰能将选定的电离度为μ的高电荷重离子激发到某激光能级上所需的电压，方向向右或向下，反射腔(d”)两端所加的电压比发射腔(d’)两端所加的电压大5％‑10％、方向相反，在左侧的高电荷重离子水平飘移直线轨道(23)上的每个通电导向线圈(d”’)的外沿都套有一个铜环(30’)，各铜环(30’)相继和一高电阻(30”)串联，串联成的电路两端加有高电压(Ed4)，在各个发射腔(d’)和各个反射腔(d”)的外面也各套有一个横截面比发射腔(d’)和反射腔(d”)横截面稍大的扁长方形通电导向线圈(32、32’)，在每条高电荷重离子水平飘移直线轨道(23、23’)前方延长线上的激发箱(39)前箱壁上各设有一个激光发射窗口，两激光发射窗口和一个能将从两激光发射窗口发射出来的两束高能激光汇聚成一束高能激光的双光纤汇聚管(17’)衔接，双光纤汇聚管(17’)可向上弯曲，在激发箱(39)前箱壁上两激光发射窗口的中间、高电荷重离子快速飞出轨迹的经过处，还设有一个高电荷重离子发射窗口，高电荷重离子发射窗口中装有一块既能耐高压、又能让高电荷重离子通过的特殊玻璃，在高电荷重离子发射窗口外还装有一个通电导向线圈(17”)，所述扁跑道形高速两面并排式面电子流横向碰撞高电荷重离子激发环(C)的面电子流静电速度选择器(33)由三组结构相同的带电量相同的和高电荷离子水平飘移直线轨道(23)长度相同的平行金属条组成，每一组有四对带等量异号电荷的平行金属条，每一组的第一对、第四对上板带负电、下板带正电，第二对、第三对上板带正电、下板带负电，第一组位于高速面电子流横向来回碰撞高电荷重离子激发区(d)的发射腔(d’)和一个高电荷离子水平飘移直线轨道(23’)间，第二组位于两高电荷离子水平飘移直线轨道(23、23’)间，第三组位于另一高电荷重离子水平飘移直线轨道(23)和高速两面并排式面电子流横向碰撞高电荷重离子激发区(d)的反射腔(d”)之间，所述扁跑道形高速两面并排式面电子流横向碰撞高电荷重离子激发环(C)的两高电荷离子水平飘移直线轨道(23，23’)的后边延长线上，有一个可以在底板上前后细微移动的全反射镜(34)，在前面延长线上有一个固定在底板上的半反射透镜(35)，前后两镜(34、35)构成一个光学共振腔，固定连接在一起的位于下面的扁长方体大电离箱(38)和位于上面的扁长方体大激发箱(39)、以及位于扁长方体大电离箱(38)下面的扁长方体大附件箱(40)这三个大箱可以一起装在汽车上、或飞机上、或军舰上、或实验室里，如果是装在汽车上，则可在位于扁长方体大电离箱(38)下面的中间和汽车底架(41)间装一个油压伸缩杆(42)，在扁长方体大电离箱(38)外面后下角装一个轴承(43’)，使扁长方体大电离箱(38)和扁长方体大激发箱(39)能一起绕固定在扁长方体大附件箱(40)外面后上角的转轴(43)上下自由转动，在扁长方体大电离箱(38)下面的扁长方体大附件箱(40)外底面装一个转盘(44)、在扁长方体大附件箱(40)中底面后下角边装一个电动机(46)，在汽车车箱地板(41’)上装两个固定在车箱地板(41’)上的刻有齿轮的半圆形卡槽(45)，电动机(46)的齿轮(47)和半圆形卡槽(45)上的齿轮齿合衔接，半圆形卡槽(45)恰能将转盘(44)卡住。