[发明专利]基于飞秒激光调制的超快电子枪及其验证方法

摘要

本发明公开基于飞秒激光调制的超快电子枪及其验证方法，首创性从改变飞秒激光波形着手，通过对飞秒激光进行调频、分束、干涉等一系列操作以产生脉宽小于10fs的电子脉冲阵列。基于飞秒激光调制的超快电子枪包括：分光镜、第一反光镜、第二反光镜、半透射反射镜、聚焦镜、带孔反射镜、阳极和阴极。本发明超快电子枪结构简单紧凑、设计科学合理，造价低廉、性能稳定、在用于超快电子衍射等泵浦‑探测测量时不会带来同步抖动的问题。

主权项

1.基于飞秒激光调制的超快电子枪，其特征在于，包括分光镜(1)、第一反光镜(4)、第二反光镜(5)、半透射反射镜(6)、聚焦镜(8)、带孔反射镜(9)、阳极(10)和阴极(11)；所述分光镜(1)倾斜分布并与入射飞秒激光呈一个45°的夹角，所述分光镜(1)置于飞秒激光的光路上用于将该飞秒激光分成相互垂直的第一分束激光(2)和第二分束激光(3)，其中第一分束激光(2)经过第一反光镜(4)和第二反光镜(5)的延时之后通过半透射反射镜(6)与所述第二分束激光(3)相遇发生干涉；所述第一反光镜(4)和所述第二反光镜(5)顺序位于所述第一分束激光(2)的光路上，用于增加所述第一分束激光(2)的光程，使得其与所述第二分束激光(3)之间产生一定光程差，从而在两束光之间产生时间差，可将所述第一反光镜(4)和第二反光镜(5)置于精密的平移台上，根据需要调节光程差的大小；所述半透射反射镜(6)位于所述第二分束激光(3)与经过所述第二反光镜(5)反射后再次水平照射的第一分束激光(2)相遇处，使得所述第二分束激光(3)和经过所述第二反光镜(5)反射后的第一分束激光(2)重合从而使得两束激光进行干涉调制成入射激光(7)；所述聚焦镜(8)位于所述入射激光(7)的光路上用于对该入射激光(7)进行聚焦；所述带孔反射镜(9)位于所述聚焦镜(8)的后端，用于改变聚焦后入射激光(7)的照射光路；所述阳极(10)和所述阴极(11)间隔相对分布，所述阳极(10)和所述阴极(11)之间加载有高压工作电压，所述阴极(11)位于经过所述带孔反射镜(9)改变照射方向后的入射激光(7)的聚焦点上，所述入射激光(7)经过所述带孔反射镜(9)反射至所述阳极(10)上并穿过该阳极(10)，打在所述阴极(11)通过光电效应产生光电子，之后光电子在所述阳极(10)和所述阴极(11)之间的工作电压下加速为能量为20‑300keV且脉宽小于10fs的电子脉冲阵列，该电子脉冲阵列依次经过所述阳极(10)和所述带孔反射镜(9)打出。