The utility model relates to a laser plasma wakefield acceleration device based on electron diffraction, the electron diffraction device comprises a laser, gas generating device, micro lens, sample holder, and magnetic detection system, vacuum chamber, vacuum system, five dimensional control system etc.. The laser is used to generate ultrashort laser pulses, a gas generating apparatus for generating gas target density, ultrashort intense laser interaction with gas target will produce electron beam, electron beam through micro collimation and magnetic lens focusing and sample produced electron diffraction patterns and detection system to collect. The utility model has the advantages of time resolution up to 10 fs femtosecond electron diffraction experiments, the pump and probe beam has good time synchronization, and without the photocathode, the high voltage electrode or microwave source and other components, the device is more simple and compact, can be widely used in scientific research in the process of ultra fast dynamics.
【技术实现步骤摘要】
一种基于激光等离子体尾波场加速的电子衍射装置
本技术属于电子衍射
,具体涉及一种基于激光等离子体尾波场加速的电子衍射装置。
技术介绍
超快电子衍射技术具有极高的空间(亚纳米)和时间(亚皮秒)分辨能力,是实时观察物质内部原子运动动态过程的重要手段,可用于研究样品内部晶格的膨胀与收缩、声子的传播、化学键的形成与断裂、材料的结构相变等,在材料、物理、化学、生物等诸多领域有重要的应用。超快电子衍射技术的工作过程如下:将一束超快激光分为两束,其中一束作为泵浦光激发样品,使样品的结构发生变化;另一束激光用来轰击电子枪的光电阴极材料产生光电子,光电子被加速和整形后形成超快电子束与样品相互作用,形成衍射图样。通过改变两束光之间的光学延迟,可以得到在不同时间延迟条件下飞秒激光激发样品时超快电子与样品相互作用的衍射图样。分析这些随时间变化的衍射图样的强度、峰值位置、形貌等信息,就可以实现对样品的晶格动力学过程的研究。由于材料的内部变化过程通常发生在皮秒甚至飞秒的时间尺度,因此超快电子衍射系统的激光束和电子束的时间尺度都必须小于样品动力学变化过程的时间尺度。目前主要有以下两类超快电子衍射装置:专利ZL200510066313.8提出了一种飞秒电子衍射装置,其工作原理是利用飞秒激光轰击光电阴极产生光电子,光电子在直流高压的驱动下被加速,通常加速电压达5万伏特,加速梯度接近10兆伏特每米。由于电子束复制了光脉冲的时间特性,可实现脉冲宽度约500飞秒的超快电子束。在这种装置中,电子束的动能由加速电压决定,受到击穿电压的限制,电子束的动能很难进一步提高。同时,由于受到空间电荷效应 ...
【技术保护点】
一种基于激光等离子体尾波场加速的电子衍射装置,其特征在于:包括激光器、光学入射窗口、真空室、气体产生装置、第一微孔、第二微孔、磁透镜、五维调节系统、样品架、探测系统以及真空供应系统;所述激光器用于产生激光脉冲并通过光学入射窗口将激光脉冲打入真空室;所述真空室内沿着激光脉冲的方向依次设置有气体产生装置、第一微孔、第二微孔、样品架以及探测系统;所述真空室外部设置有多个真空法兰,用于对真空室内部进行观察和外部设备的连接;所述气体产生装置与外部连接,用于重复产生气体靶;激光脉冲与气体靶相互作用,使气体靶中的分子被电离,产生电子束团;所述电子束团依次经过第一微孔和第二微孔将电子束团准直;所述磁透镜位于第一微孔和第二微孔之间用于压缩和聚焦电子束团;所述磁透镜可沿电子束团出射的方向移动,用于将电子束团聚焦于不同的位置;所述样品架用于放置衍射样品,电子束团与衍射样品发生作用后会产生电子衍射图样;所述五维调节系统与样品架连接,用于对衍射样品进行位置和方向进行调节;所述探测系统用于对电子衍射图样进行收集、放大和探测;所述真空供应系统用于给真空室提供真空环境,所述真空供应系统为多个真空泵级联组成。
【技术特征摘要】
1.一种基于激光等离子体尾波场加速的电子衍射装置,其特征在于:包括激光器、光学入射窗口、真空室、气体产生装置、第一微孔、第二微孔、磁透镜、五维调节系统、样品架、探测系统以及真空供应系统;所述激光器用于产生激光脉冲并通过光学入射窗口将激光脉冲打入真空室;所述真空室内沿着激光脉冲的方向依次设置有气体产生装置、第一微孔、第二微孔、样品架以及探测系统;所述真空室外部设置有多个真空法兰,用于对真空室内部进行观察和外部设备的连接;所述气体产生装置与外部连接,用于重复产生气体靶;激光脉冲与气体靶相互作用,使气体靶中的分子被电离,产生电子束团;所述电子束团依次经过第一微孔和第二微孔将电子束团准直;所述磁透镜位于第一微孔和第二微孔之间用于压缩和聚焦电子束团;所述磁透镜可沿电子束团出射的方向移动,用于将电子束团聚焦于不同的位置;所述样品架用于放置衍射样品,电子束团与衍射样品发生作用后会产生电子衍射图样;所述五维调节系统与样品架连接,用于对衍射样品进行位置和方向进行调节;所述探测系统用于对电子衍射图样进行收集、放大和探测;所述真空供应系统用于给真空室提供真空环境,所述真空供应系统为多个真空泵级联组成。2.根据权利要求1所述的基于激光等离子体尾波场加速的电子衍射装置,其特征在于:所述的探测系统为微通道型图像增强器;微通道型图像增强器包括沿着电子衍射图样的出射方向依次设置的双微通道板、荧光屏、透镜和相机。3.根据权利要求1所述的基于激光等离子体尾波场加速的电子衍射装置,其特征在于:所述的探测系统...
【专利技术属性】
技术研发人员:王兴,罗端,田进寿,
申请(专利权)人:中国科学院西安光学精密机械研究所,
类型:新型
国别省市:陕西,61
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。