一种将磁体或其它物体精确周期排列的方法及装置，属光学仪器激光器领域。利用强磁体之间的磁力作用及激光准直的方法将磁体精确周期性地排列在一条直线上；激光驻波腔由平行排列的平面镜C、B、A及垂直于C、B、A镜面的周边构成；对于波长为λ的光，C为半透射、半反射镜，处于C、A之间的B为透光镜或偏振透光镜，A为全反射镜；激光驻波腔的BA部分填充有被激发后能辐射波长为λ光的介质；C镜的另一侧与光强度或位相记录仪连通；根据C镜移动过程中强度或位相周期变化的次数确定C镜移动距离，由此将与C镜连接的磁体或物体精确地周期性或按需要的间距排列在一条直线上。用于自由电子激光器等领域。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于光学仪器中激光器领域。
技术介绍
自由电子激光必须精确的周期强磁场，新的制作更短波长激光的方案，如光子-电子背散射制作伽玛激光的方案也必须精确的周期强磁场。制作波长越短的激光，强磁场的周期就必须越精确。迄今还没有适用于制作伽玛激光的高精确度周期磁场。实际上，在科学技术、工业生产、医疗等领域，很多情况都需要精确地排列某些物体。为了制作短波长激光，也为了其它方面的需要，本专利技术提出一种将磁体或其它物体精确周期排列的方法及装置。
技术实现思路
一种将磁体或其它物体精确周期排列的方法及装置，其特征在于，取2n块条形、横截面中心对称、大小相同、场强也相同的磁体A1，A2，…An，B1，B2，…Bn，这里的磁体是强磁铁或其中超导电流能产生强磁场的超导体；在垂直于A1磁场方向，将磁体A1，A2的磁极相反地并列、平行排列，用激光对A1，A2准直、调整其位置，使A1，A2精确平行、中心间距为l、A1，A2相反的磁极在同一个平面上；B1与A1相对的磁极相反地沿磁力线方向平行排列，B1与A1间距为d；由于N、S磁极的磁力作用，B1与A1趋向更精确地相互平行，用激光对B1、A1准直、借助磁力微调后，暂时固定B1；在与A2相对的位置上，用固定B1同样的方式暂时固定B2，B2与B1中心间距也是l；B2与A2相对磁极相反、间距也为d，B2平行于A2与B1；用激光对A1和A2，B1和B2准直、微调其位置；将B2与B1固定为一个整体，将B1绕B2中心磁力线转动π角，在新的位置上暂时固定B1，并将此B1重新记为B1′；由于磁体的对称性和B2与A2磁力作用，转动后B2与A2相对位置不变；取另一块磁体，在B1原来的位置，用初始固定B1同样的方法，固定这个磁体，并标记为B1；在与B1′相对的位置上、用初始固定B1同样的方法暂时固定A3；用激光对A1A2A3，B1B2B1′、准直、微调，并固定A1、A2、A3；将B′1、B2作为一个整体，使B2绕B′1中心磁力线转动π；重复上述过程，就将A1，A2，…An，排列在一条直线上、且相邻磁体的磁场中心相距都是l，磁体B1，B2，…Bn也是这样，而Ai和Bi间距都是d，i＝1，…n。为了得到磁场强度更强、磁极面积更小的周期磁场，在Ai和Bi相对的表面上都覆盖一层或多层超导片，超导片的厚度大于磁场透入深度λL，在每一层超导片的中间都有矩形缝隙，
覆盖在每一个Ai和Bi相对表面上的同一层超导片缝隙的形状、尺度都相同，但各层超导片缝隙的宽度不同，靠近磁铁表面超导片缝隙的宽度大于后层超导片缝隙的宽度；在低于超导片的临界温度Tt、临界磁场强度Ht和临界电流It下，按上述方式排列这些覆盖有超导片的磁体。为了使得磁场周期更精确，除了上述方法，还要利用激光驻波腔更精确地调整周期。这里的激光驻波腔，激光驻波腔由平行排列的平面镜C、B、A及垂直于C、B、A镜面的周边构成；对于波长为λ的光，C为半透射、半反射镜，处于C、A之间的B为透光镜或偏振透光镜，A为全反射镜；A、B、C镜周边形状相同，A、C镜反射面相对；激光驻波腔的BA部分填充有被激发后能辐射波长为λ光的介质；在BA腔中或外部有能将其中介质激发至激发态的装置；C镜的另一侧与光强度或位相记录仪连通；C镜能沿激光驻波腔轴线连续移动，移动过程中C镜面保持平行于A镜面；光程L＝n1λCB1+n2λB1B2+n3λB2A＝N·λ/2，，式中CB1、B1B2、B2A分别为C、B镜面距离、B镜厚度、B、A镜面距离，n1λ、n2λ、n3λ分别是波长为λ的光在相应路径上的折射率；当N是一整数时，C、A之间形成激光驻波；当N不是整数时，C、A之间不能形成激光驻波，透过C镜的不是激光，其强度与位相不同于N是一整数时的强度与位相；通过C镜的光被光强度或位相记录仪接收；根据记录仪记录的光强度或位相记变化次数ΔN就确定了C镜移动的光程差ΔL＝ΔN·λ/2和距离S＝(ΔN·λ/2)/n1λ；当C镜每次移动对应的ΔN都为同一个整数时，就将与C镜连接的物体依次、周期性地排列在了一个直线上；当C镜每次移动对应的ΔN为不同的整数时，就将与C镜连接的物体依次按需要的、不等的间距排列在了一个直线上。对于波长为λ的光，A镜的反射率和B镜的透射率应尽可能地高。应该方便而精确地将与C镜连接的磁体或物体放在所确定的位置。移动C镜时，褒词激光驻波腔的CB部分气压恒定，C镜始终精确平行于A镜。激光驻波腔中的激光可以使单频的、也可以是多频的；多频时，这些激光的频率是ω，3ω…(2k+1)ω，k＝0，1，2…；多频激光产生方式有两种：其一是激光驻波腔中BA部分填充激发后能辐射ω，…(2k+1)ω这些频率的多种介质；其二是不用B镜和介质，将反射镜A替换为对于频率为ω，…(2k+1)ω的光半透射、半反射的镜A′；这些频率的光从镜A′输入，当CA′＝Nλ/2，且这些频率的光在C镜面上的位相Φ＝nπ，n＝0，1，2…时，这些频率的光在CA′之间都能形成激光驻波；输入激光的强度等于相应频率的光由于电子散射而减少的量，
使得激光驻波的强度稳定；其余确定ΔL＝ΔN·λi/2的过程与上述相同。当光程中的N是整数时，上述各频率都形成激光驻波，这些驻波在波长λ的激光驻波波腹处，振幅相加，因此这些频率的激光驻波叠加后形成的激光驻波振幅更大，波形更尖锐，更有利于制作更精确的周期的磁场。排列周期磁体时，可首先用权利要求3或4中激光驻波法排列好A1，A2，…An，再用权利要求1所述的固定B1的方法，在Ai对应位置上暂时依次固定Bi，用激光对B1，B2，…Bn及Ai、Bi准直、微调，然后同定其位置；这样，B1，B2，…Bn也依次周期性地排列在了一个直线上，且Ai、Bi之间的距离都是同一距离d。精确排列非磁性物体的方法是，首先将这些物体和权利要求1所述磁体暂时固定在一起，将磁体用权利要求1、2、或5所述方法固定好后，去掉磁体，就将非磁性物体的排列好了。为了精碗旋转和微调磁体，可将磁体悬浮在液体上，待位置确定后再固定这一磁体。附图说明 图1是周期排列的磁体正面图。所有磁体都相互平行，Ai、Bi相对磁极相反，磁极相距为d，而同一行磁体的磁极相反、在同一平面上，磁场中心距为l。图2是有B镜及介质的激光驻波腔剖面图。图中，形状相同的A、B、C镜平行排列，垂直于激光驻波腔轴线；1为BA空腔，其中填充有激发后能辐射频率为ω或ω，…(2k+1)ω光的介质；2是与C镜连接的磁体或物体；3是接收并测量透过C镜光的光强度或位相的仪器。图3是对没有B镜及介质的激光驻波腔剖面图。图中，A′是对于频率为ω，…(2k+1)ω的光半透射、半反射镜；4是入射并透过A′镜、频率为ω，…(2k+1)ω的激光。具体实施方式 取12个为0.6×0.6×2cm3、磁极面积为0.6×0.6cm2、磁场强度B＝2T的磁铁，一台波长532nm、功率5W的激光器。首先，取两个磁铁A1、A2，将两个磁铁中心相距1cm、反平行地放在无磁性的水平桌面上，用激光准直、微调，使两个磁铁的N、S磁极切于同一个垂直方向的平面上。固定A1、A2。按权利要求1所描述的方法，调准与A1对应的B1位置后，使A1、B1相对磁极面距离为1cm，暂时固定B1，再确定位置B2位本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种将磁体或其它物体精确周期排列的方法及装置，其特征在于，取2n块条形、横截面中心对称、大小相同、场强也相同的磁体A1，A2，…An，B1，B2，…Bn，这里的磁体是强磁铁或其中超导电流能产生强磁场的超导体；在垂直于A1磁场方向，将磁体A1，A2的磁极相反地并列、平行排列，用激光对A1，A2准直、调整其位置，使A1，A2精确平行、中心间距为/、A1、A2相反的磁极在同一个平面上；B1与A1相对的磁极相反地沿磁力线方向平行排列，B1与A1间距为d；由于N、S磁极的磁力作用，B1与A1趋向更精确地相互平行，用激光对B1、A1准直、借助磁力微调后，暂时固定B1；在与A2相对的位置上，用固定B1同样的方式暂时固定B2，B2与B1中心间距也是l；B2与A2相对磁极相反、间距也为d，B2平行于A2与B1；用激光对A1和A2，B1和B2准直、微调其位置；将B2与B1固定为一个整体，将B1绕B2中心磁力线转动π角，在新的位置上暂时固定B1，并将此B1重新记为B1′；由于磁体的对称性和B2与A2磁力作用，转动后B2与A2相对位置不变；取另一块磁体，在B1原来的位置，用初始固定B1同样的方法，固定这个磁体，并标记为B1；在与B1′相对的位置上、用初始固定B1同样的方法暂时固定A3；用激光对A1A2A3，B1B2B1′、准直、微调，并固定A1、A2、A3；将A′1、B2作为一个整体，使B2绕B′1中心磁力线转动π；重复上述过程，就将A1，A2，…An，排列在一条直线上、且相邻磁体的磁场中心相距都是l，磁体B1，B2，…Bn也是这样，而Ai和Bi间距都是d，i＝1，…n。...
【技术特征摘要】
1.一种将磁体或其它物体精确周期排列的方法及装置，其特征在于，取2n块条形、横截面中心对称、大小相同、场强也相同的磁体A1，A2，…An，B1，B2，…Bn，这里的磁体是强磁铁或其中超导电流能产生强磁场的超导体；在垂直于A1磁场方向，将磁体A1，A2的磁极相反地并列、平行排列，用激光对A1，A2准直、调整其位置，使A1，A2精确平行、中心间距为/、A1、A2相反的磁极在同一个平面上；B1与A1相对的磁极相反地沿磁力线方向平行排列，B1与A1间距为d；由于N、S磁极的磁力作用，B1与A1趋向更精确地相互平行，用激光对B1、A1准直、借助磁力微调后，暂时固定B1；在与A2相对的位置上，用固定B1同样的方式暂时固定B2，B2与B1中心间距也是l；B2与A2相对磁极相反、间距也为d，B2平行于A2与B1；用激光对A1和A2，B1和B2准直、微调其位置；将B2与B1固定为一个整体，将B1绕B2中心磁力线转动π角，在新的位置上暂时固定B1，并将此B1重新记为B1′；由于磁体的对称性和B2与A2磁力作用，转动后B2与A2相对位置不变；取另一块磁体，在B1原来的位置，用初始固定B1同样的方法，固定这个磁体，并标记为B1；在与B1′相对的位置上、用初始固定B1同样的方法暂时固定A3；用激光对A1A2A3，B1B2B1′、准直、微调，并固定A1、A2、A3；将A′1、B2作为一个整体，使B2绕B′1中心磁力线转动π；重复上述过程，就将A1，A2，…An，排列在一条直线上、且相邻磁体的磁场中心相距都是l，磁体B1，B2，…Bn也是这样，而Ai和Bi间距都是d，i＝1，…n。2.权利要求1所述的一种将强磁体或其它物体精确周期排列的方法及装置，其特征在于，在Ai和Bi相对的表面上都覆盖一层或多层超导片，超导片的厚度大于磁场透入深度λL，在每一层超导片的中间都有矩形缝隙，覆盖在每一个Ai和Bi相对表面上的同一层超导片缝隙的形状、尺度都相同，但各层超导片缝隙的宽度不同，靠近磁铁表面超导片缝隙的宽度大于后层超导片缝隙的宽度；在低于超导片的临界温度TC、临界磁场强度HC和临界电流IC下，按上述方式排列这些覆盖有超导片的磁体。3.权利要求1所述的一种将磁体或其它物体精确周期排列的方法及装置，其特征在于，其中的装置是激光驻波腔，激光驻波腔由平行排列的平面镜C、B、A及垂直于C、B、A镜面的周边构成；对于波长为λ的光，C为半透射、半反射镜，处于C、A之间的B为透 光镜或偏振透光镜，A为全反射镜；A、B、C镜周边形状相同，A、C镜反射面相对；激光驻波腔的BA部分填充有被激发后能辐射波长为λ光的介质；在BA腔中或外部有能将其中介质激发至激发态的装置；C镜的另一侧...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈紫微，陈世浩，
申请(专利权)人：陈世浩，
类型：发明
国别省市：吉林;22
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