本发明专利技术公开一种紧凑型同步辐射产生装置，涉及同步辐射产生技术领域，包括弯曲毛细管、第一放电电极、第二放电电极、第三放电电极、放电电路、第一安装件和第二安装件；放电电路的负极连接第一放电电极；放电电路的正极连接第二放电电极；放电电路的中间极连接第三放电电极；放电电路用于为第一放电电极和第三放电电极之间以及第三放电电极和第二放电电极之间提供电压降；电压降用于击穿第二通道中的气体，使气体进行弧光放电形成等离子体，等离子体形成承载放电电流的同时产生磁场引导激光加速的脉冲电子束流穿越弯曲毛细管，电子沿偏转轨道运动产生同步辐射。本发明专利技术能够使同步辐射的产生不再依托大科学装置，实现同步辐射产生装置的小型化。生装置的小型化。生装置的小型化。
【技术实现步骤摘要】
一种紧凑型同步辐射产生装置
[0001]本专利技术涉及同步辐射产生
，特别是涉及一种紧凑型同步辐射产生装置。
技术介绍
[0002]高速带电粒子做加速运动时，会产生电磁辐射，而同步辐射是指电子在做曲线运动时沿轨道切线方向所产生的一种电磁辐射。电子在能量较高时，电磁辐射强度具有强烈的方向性。
[0003]同步辐射具有其特有的很多良好的性质，是科学研究的强力工具，包括广阔平滑的连续光谱，其他光源很难在很宽的波长范围内有一个平滑连续的光谱，连续光谱用于不同材料的光谱分析，不会干扰材料固有的光谱特性；辐射强度高、亮度高，同步辐射光源亮度比一般光源高4
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7个量级，强光用于研究，极大地提高信噪比，数据采集时间缩短，为生命科学等领域的研究提供有效手段；准直性好，同步辐射光的平行性可以媲美激光；光通量、能量分布、角分布等特性可以准确计算，对实验反演有极高的意义；同步辐射以电矢量平行于加速度矢量的方式而偏振；同步辐射可通过辐射阻尼保持束团横向尺寸小，而且脉冲长度短，可达纳秒以下，重复频率在一定范围内可调节，对于研究精细时间演化的课题极为方便。
[0004]同步辐射在广阔的科学
得到了广泛应用。它不仅在许多基础科学研究中已做出卓越的成绩，如原子、分子物理、固体物理、表面物理、化学、生物学、天文学等，而且在许多
中有良好的应用前景，如光刻、显微镜、全息照相、医疗和计量等。
[0005]在环形加速器中电子的辐射与其能量四次方成正比，电子能量很高时，补偿辐射损失是极其困难的，需要很大的加速系统，这限制辐射能量的进一步提高。目前，同步辐射的产生依托大科学装置，在应用方面有很高的门槛，因此，本领域亟需一种紧凑型的同步辐射产生技术和装置，以使同步辐射的产生不再依托大科学装置，实现同步辐射产生装置的小型化。
技术实现思路
[0006]本专利技术的目的是提供一种紧凑型同步辐射产生装置，以使同步辐射的产生不再依托大科学装置，实现同步辐射产生装置的小型化。
[0007]为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：
[0008]一种紧凑型同步辐射产生装置，所述装置包括弯曲毛细管、第一放电电极、第二放电电极、第三放电电极、放电电路、第一安装件和第二安装件；
[0009]所述第一安装件和所述第二安装件用于将所述第一放电电极固定于所述弯曲毛细管的一端，将所述第二放电电极固定于所述弯曲毛细管的另一端，以及将所述第三放电电极固定于所述弯曲毛细管的中间；所述第一安装件、所述第二安装件、所述第一放电电极和所述第二放电电极包裹所述弯曲毛细管；所述第三放电电极穿过所述弯曲毛细管的管壁且垂直于所述弯曲毛细管的切线；所述第一安装件、所述第二安装件、所述第一放电电极、
所述第二放电电极、所述第三放电电极和所述弯曲毛细管均设置于真空中；
[0010]所述第一安装件上设置第一通道；所述弯曲毛细管的中部设置第二通道；所述第二通道的弧度与所述弯曲毛细管的弧度等同；所述弯曲毛细管与所述第一安装件之间设置第三通道；所述第二通道贯穿所述第一放电电极、所述第二放电电极和所述第三放电电极；所述第一通道和所述第三通道连通；所述第三通道和所述第二通道之间设置第四通道；所述第三通道与所述第四通道连通；所述第四通道与所述第二通道连通；
[0011]所述第一通道为气体入口；所述第二通道为激光加速的脉冲电子束流传输通道；气体经所述第一通道、所述第三通道和所述第四通道进入所述第二通道；所述激光加速的脉冲电子束流经第一端口进入所述第二通道；所述第一端口为所述第二通道贯穿所述第一放电电极形成的端口；
[0012]所述放电电路的负极连接所述第一放电电极；所述放电电路的正极连接所述第二放电电极；所述放电电路的中间极连接所述第三放电电极；所述放电电路用于为所述第一放电电极和所述第三放电电极之间提供电压降，以及为所述第三放电电极和所述第二放电电极之间提供电压降；所述电压降用于击穿所述第二通道中的所述气体，使所述气体进行弧光放电形成等离子体，所述等离子体形成承载放电电流的同时产生磁场，通过磁场引导所述激光加速的脉冲电子束流穿越所述第二通道，电子沿偏转轨道运动产生同步辐射。
[0013]可选地，所述第三通道和所述第二通道之间还设置第五通道；所述第五通道和所述第四通道关于所述第一通道对称；
[0014]所述第一通道平行于所述第五通道和所述第四通道；所述第三通道平行于所述第二通道；所述第二通道垂直于所述第四通道和所述第五通道；所述第五通道分别与所述第三通道和所述第二通道连通。
[0015]可选地，所述放电电路具体包括高压电源、第一等离子体开关、第二等离子体开关、第一泄放电阻、第二泄放电阻、第一放电电容和第二放电电容；
[0016]所述高压电源的正极分别与所述第一等离子体开关的一端、所述第一泄放电阻的一端和所述第二放电电极连接；所述第一泄放电阻的另一端分别与所述第三放电电极、所述第二泄放电阻的一端和所述第二等离子体开关的一端连接；所述第二泄放电阻的另一端分别与所述第一放电电极和所述第二放电电容的一端连接；所述第二放电电容的另一端分别与所述第二等离子体开关的另一端和所述第一放电电容的一端连接；所述第一放电电容的另一端分别与所述第一等离子体开关的另一端和所述高压电源的负极连接；
[0017]所述第一等离子体开关和所述第二等离子开关断开时，所述高压电源对所述第一放电电容和所述第二放电电容进行充电；充电完成后，所述高压电源关闭；当所述激光加速的脉冲电子束流经所述第一端口进入所述第二通道时，所述第一等离子体开关和所述第二等离子体开关闭合，所述第二放电电容两端的电压分别加载到所述第一放电电极和所述第三放电电极上形成电压降，所述第一放电电容两端的电压分别加载到所述第三放电电极和所述第二放电电极上形成电压降，以根据所述电压降产生同步辐射；在不产生同步辐射时，所述第一等离子体开关和所述第二等离子体开关闭合，所述第一泄放电阻释放所述第一放电电容储存的电能，所述第二泄放电阻释放所述第二放电电容储存的电能。
[0018]可选地，所述放电电路分别与所述第一放电电极、所述第三放电电极和所述第二放电电极焊接。
[0019]可选地，所述第一放电电极、所述第三放电电极和所述第二放电电极的材料均为金属材料或石墨材料。
[0020]可选地，所述金属材料包括铜。
[0021]可选地，所述第二通道和所述第四通道由块状壁材料激光刻蚀获得。
[0022]可选地，所述弯曲毛细管的材料为耐烧蚀的绝缘材料。
[0023]可选地，所述绝缘材料包括人造蓝宝石。
[0024]可选地，所述装置还包括：
[0025]充气管道，与所述第一通道连接，用于向所述第一通道中注入所述气体；
[0026]气源，与所述充气管道连接，用于向所述充气管道中注入所述气体；
[0027]压力控制器，与所述充气管道连接，用于根据所述充气管道内所述气体的压强生成控制信号；
[0028]调节阀门，设置于所述充气本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种紧凑型同步辐射产生装置，其特征在于，所述装置包括弯曲毛细管、第一放电电极、第二放电电极、第三放电电极、放电电路、第一安装件和第二安装件；所述第一安装件和所述第二安装件用于将所述第一放电电极固定于所述弯曲毛细管的一端，将所述第二放电电极固定于所述弯曲毛细管的另一端，以及将所述第三放电电极固定于所述弯曲毛细管的中间；所述第一安装件、所述第二安装件、所述第一放电电极和所述第二放电电极包裹所述弯曲毛细管；所述第三放电电极穿过所述弯曲毛细管的管壁且垂直于所述弯曲毛细管的切线；所述第一安装件、所述第二安装件、所述第一放电电极、所述第二放电电极、所述第三放电电极和所述弯曲毛细管均设置于真空中；所述第一安装件上设置第一通道；所述弯曲毛细管的中部设置第二通道；所述第二通道的弧度与所述弯曲毛细管的弧度等同；所述弯曲毛细管与所述第一安装件之间设置第三通道；所述第二通道贯穿所述第一放电电极、所述第二放电电极和所述第三放电电极；所述第一通道和所述第三通道连通；所述第三通道和所述第二通道之间设置第四通道；所述第三通道与所述第四通道连通；所述第四通道与所述第二通道连通；所述第一通道为气体入口；所述第二通道为激光加速的脉冲电子束流传输通道；气体经所述第一通道、所述第三通道和所述第四通道进入所述第二通道；所述激光加速的脉冲电子束流经第一端口进入所述第二通道；所述第一端口为所述第二通道贯穿所述第一放电电极形成的端口；所述放电电路的负极连接所述第一放电电极；所述放电电路的正极连接所述第二放电电极；所述放电电路的中间极连接所述第三放电电极；所述放电电路用于为所述第一放电电极和所述第三放电电极之间提供电压降，以及为所述第三放电电极和所述第二放电电极之间提供电压降；所述电压降用于击穿所述第二通道中的所述气体，使所述气体进行弧光放电形成等离子体，所述等离子体形成承载放电电流的同时产生磁场，通过磁场引导所述激光加速的脉冲电子束流穿越所述第二通道，电子沿偏转轨道运动产生同步辐射。2.根据权利要求1所述的紧凑型同步辐射产生装置，其特征在于，所述第三通道和所述第二通道之间还设置第五通道；所述第五通道和所述第四通道关于所述第一通道对称；所述第一通道平行于所述第五通道和所述第四通道；所述第三通道平行于所述第二通道；所述第二通道垂直于所述第四通道和所述第五通道；所述第五通道分别与所述第三通道和所述第二通道连通。3.根据权利要求1所述的紧凑型同步辐射产生装置，其特征在于，所述放电电路具体包括高压电源、第一等离子体开关、第二等离子体开关、第一泄放电阻、第二泄放电阻、第一放电电容和第二放电电容；所述高压电源的正极分别与所述第一等...
【专利技术属性】
技术研发人员：林晨，杨童，晏炀，
申请(专利权)人：北京大学，
类型：发明
国别省市：
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