一种准直准单能正电子束产生系统技术方案

本实用新型专利技术提供一种准直准单能正电子束产生系统，包括：激光器、所述分光镜，将所接收的高斯型圆极化激光分成两束；集正电子产生、加速、准直于一体，紧凑高效；且无特殊靶结构设计，靶密度均匀，易于实现，且获得了准直、准单能正电子束；分析提出了正电子收集约束、加速、准直的物理机制，与仿真结果吻合较好；获得的准直、准单能正电子束发散角最小10.88度且首次诊断出单能峰135MeV。次诊断出单能峰135MeV。次诊断出单能峰135MeV。

【技术实现步骤摘要】
一种准直准单能正电子束产生系统


[0001]本技术涉及电磁领域，尤其涉及一种准直准单能正电子束产生系统。

技术介绍

[0002]传统正电子源正电子产额小，密度低，单能性和准直性严重不足，如果通过后续装置提升正电子品质，则结构复杂，效率低；基于超强激光的正电子源一方面前期研究关注较多的是提升正电子产额和密度，降低正电子产生所需的激光强度，对正电子单能性和准直性关注少，为了提升正电子能量和准直性设计的等离子体通道结构复杂、效率低。通过设计的集正电子产生、加速、准直为一体的等离子体通道虽然获得了准直的高能正电子束，但是该通道密度分布结构复杂，实验上实现困难；背向开设锥孔准直和加速正电子同样面临靶的实现问题。

技术实现思路

[0003]本技术的目的在于针对上述现有技术的不足，提供了一种准直准单能正电子束产生系统，通过双束激光对撞近临界密度等离子体，以获得准直、准单能正电子束。
[0004]为实现上述目的，本技术采用了如下技术方案：
[0005]本技术提供了一种准直准单能正电子束产生系统，包括：
[0006]激光器，发射高斯型圆极化激光至分光镜；
[0007]所述分光镜，将所接收的高斯型圆极化激光分成两束；
[0008]第一高斯型圆极化激光由第一反射镜，依次经过第三反射镜和第五反射镜反射至近临界密度等离子体靶的一侧；
[0009]第二高斯型圆极化激光由第二反射镜，经第四反射镜反射至近临界密度等离子体靶的另一侧；
[0010]所述第一高斯型圆极化激光和第二高斯型圆极化激光在所述临界密度等离子体靶内对撞后，产生两束正电子束。
[0011]进一步，两束所述正电子束分别经过所述近临界密度等离子体靶两侧的磁铁装置偏转后，由仪器捕获诊断。
[0012]进一步，所述近临界密度等离子体靶为全电离的氮等离子体，所述近临界密度等离子体靶厚4μm，且所述近临界密度等离子体靶的靶密度为 2n
c
。
[0013]进一步，所述第一高斯型圆极化激光和第二高斯型圆极化激光强度相同。
[0014]进一步，所述第一高斯型圆极化激光和第二高斯型圆极化激光的激光参数相同，具体为：
[0015]归一化强度为148；
[0016]峰值功率密度为6
×
10
22
W/cm2；
[0017]波长为1μm；
[0018]焦斑半径2μm。
[0019]进一步，磁铁装置包括第一磁铁和第二磁铁，所述第一磁铁和第二磁铁平行且间隔设置，所述正电子束穿过所述第一磁铁和所述第二磁铁的间隔处。
[0020]本技术的有益效果为：集正电子产生、加速、准直于一体，紧凑高效；且无特殊靶结构设计，靶密度均匀，易于实现，且获得了准直、准单能正电子束；分析提出了正电子收集约束、加速、准直的物理机制，与仿真结果吻合较好；获得的准直、准单能正电子束发散角最小10.88度且首次诊断出单能峰135MeV。
附图说明
[0021]图1为本技术一种准直准单能正电子束产生系统的结构示意图；
[0022]图2为近临界密度等离子体靶的结构示意图；
[0023]图3为磁铁装置的结构示意图；
[0024]图4为4μm厚靶中15T0时刻正电子的能量
‑
发散角分布；
[0025]图5为两种不同厚度靶中12T0时刻正电子能谱分布；
[0026]图6为4μm厚靶中12T0和15T0时刻正电子角分布；
[0027]图7为14μm厚靶中15T0时刻正电子能量密度分布；
[0028]图8为4μm厚靶中15T0时刻正电子能量密度分布。
具体实施方式
[0029]为了使本技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，下面结合附图，对本技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本技术，并不用于限定本技术。
[0030]请参阅1至图3，一种准直准单能正电子束产生系统，包括：
[0031]激光器1，发射高斯型圆极化激光至分光镜2；
[0032]所述分光镜2，将所接收的高斯型圆极化激光分成两束；
[0033]在一种可能的实现方式中，分光镜2将激光器1发射的高斯型圆极化激光分为两束，第一高斯型圆极化激光701透过分光镜2被第三反射镜303 反射至第五发射镜305后，在近临界密度等离子体靶4一侧的表面聚焦。
[0034]此外，第二高斯型圆极化激光702由分光镜2发射到第三反射镜303，第三反射镜303将第二高斯型圆极化激光702反射至第四反射镜303后，在近临界密度等离子体靶4另一侧的表面聚焦。
[0035]第一高斯型圆极化激光701由第一反射镜301，依次经过第三反射镜 303和第五反射镜305反射至近临界密度等离子体靶4的一侧；
[0036]第二高斯型圆极化激光702由第二反射镜302，经第四反射镜304反射至近临界密度等离子体靶4的另一侧；
[0037]所述第一高斯型圆极化激光701和第二高斯型圆极化激光702在所述临界密度等离子体靶4内对撞后，产生两束正电子束6。
[0038]两束所述正电子束6分别经过所述近临界密度等离子体靶4两侧的磁铁装置偏转后，由仪器8捕获诊断。
[0039]所述近临界密度等离子体靶4为全电离的氮等离子体，所述近临界密度等离子体
靶4厚d＝4μm，且所述近临界密度等离子体靶4的靶密度为 2n
c
[0040]所述第一高斯型圆极化激光701和第二高斯型圆极化激光702强度相同。
[0041]所述第一高斯型圆极化激光701和第二高斯型圆极化激光702的激光参数相同，具体为：
[0042]归一化强度为148；
[0043]峰值功率密度为6
×
10
22
W/cm2；
[0044]波长为1μm；
[0045]焦斑半径2μm。
[0046]在一种具体实施方式中，近临界密度等离子体靶4包含电子和N
7+
离子，密度为近临界密度2n
c
均匀分布，
[0047]其中，n
c
＝1.1
×
10
21
cm
‑3为激光相对应的临界密度。
[0048]磁铁装置包括第一磁铁501和第二磁铁502，所述第一磁铁501和第二磁铁502平行且间隔设置，所述正电子束6穿过所述第一磁铁501和所述第二磁铁502的间隔处。
[0049]实施例一
[0050]请参阅图1至图3，激光器1在竖直方向发射高斯型圆极化激光至分光镜2；
[0051]分光镜2与激光器1在同一竖直面上，且分光镜2与X轴的正向呈135度夹角；
[0052]第一反射镜301与分光镜2在同一竖直面上，且第一反射镜301与X 轴的正向呈45度夹角；本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种准直准单能正电子束产生系统，其特征在于，包括：激光器(1)，发射高斯型圆极化激光至分光镜(2)；所述分光镜(2)，将所接收的高斯型圆极化激光分成两束；第一高斯型圆极化激光(701)由第一反射镜(301)，依次经过第三反射镜(303)和第五反射镜(305)反射至近临界密度等离子体靶(4)的一侧；第二高斯型圆极化激光(702)由第二反射镜(302)，经第四反射镜(304)反射至近临界密度等离子体靶(4)的另一侧；所述第一高斯型圆极化激光和第二高斯型圆极化激光在所述临界密度等离子体靶(4)内对撞后，产生两束正电子束(6)。2.根据权利要求1所述的一种准直准单能正电子束产生系统，其特征在于：两束所述正电子束分别经过所述近临界密度等离子体靶(4)两侧的磁铁装置偏转后，由仪器(8)捕获诊断。3.根据权利要求2所述的一种准直准单能正电子束产生系统，其特征在于：所述近临界密度等离子体靶(4)为全电离的...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘建勋，高婷，金宏斌，吕金建，孟藏珍，
申请(专利权)人：中国人民解放军空军预警学院，
类型：新型
国别省市：