高速面电子流横向来回碰撞高电荷离子双束激光发射装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术的技术方案是采用扁跑道形较高速面电子流横向来回碰撞高电荷离子电离环来将高强度单电荷离子束转变成电离度为μ的高强度高电荷离子束，采用扁跑道形高速面电子流横向来回碰撞高电荷离子激发环来实现高电荷离子双束高强度激光的发射。用改变高电荷离子束直线轨道长度的方法研究高电荷离子束辐射的各种波长光线的强度和高电荷离子束直线轨道长度的函数关系，据此确定高电荷离子束辐射光的相干性和激光波长，并根据全相对论多组态自场方法的准确计算结果，确定辐射激光的离子、能级和跃迁。根据激光波长和功率的不同可以有各种不同的实际用途：从用来获得生物内部结构的高反差全息图像到作为一种新的武器装备。（*该技术在2019年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术属于大型机电类产品，具体为高速面电子流横向来回碰撞高电荷离子双束高强度激光发射装置。
技术介绍
现今已在实验室中利用类氢、类锂、类氖和类镍等低电荷离子的电子纵向碰撞电离激发跃迁，得到了波长在48. 18-284. 7人范围内的单束激光，但单色亮度小、功率低、波长也还不够短、还不能实际应用。
技术实现思路
本技术的目的是克服上述现今激光发射装置的严重缺陷，解决了如何产生和利用对高电荷离子的高速面电子流横向来回反复碰撞电离激发跃迁，来获得单色亮度大、 功率高、波长更短的能实用的双束激光的技术问题。提供了一套能产生高速面电子流和高电荷离子束，并通过高速面电子流横向来回反复碰撞激发高电荷离子束、来获得单色亮度大、功率高、波长更短的能实用的高电荷离子双束高强度激光的发射装置。本技术为激光器的研制和应用开辟了一条新的途径。技术问题本技术需要解决的技术问题是1、因为在同一类等电子系列离子中，离化度越高，荷电量越多，同一跃迁的波长就越短。所以要获得更短波长的激光，就必须要获得离化度更高、荷电量更多的高电荷离子。 要获得单色亮度大，功率高的激光束，所利用的高电荷离子的密度或束流强度就必须很大， 电离和激发用的面电子流强度也必须很大。现今获得高电荷离子的方法是使用大型的离子源和巨型的加速器，这些设备巨大，消耗的能量也很巨大，但获得的高电荷离子束的强度却很小，只能作光谱分析实验，不能作实用的激光实验。如何利用普通的小型简单机电设备获得高强度的高电荷离子束和高强度的面电子流是本技术需要解决的第一个技术问题。2、现今的电离和激发用的电子流强度虽很大，但都是线状的，只能对离子束进行纵向碰撞。纵向碰撞设备简单，但受自由程的限制，碰撞时电子的能量不可能很大，且各次碰撞的能量具有很大的不确定性，其能量恰能将离子激发到某激光能级上去的电子数很少，大部分电子的能量都转化成了离子的热能、浪费了，电能转化为光能的效率很低，致使获得的激光强度很弱，单色亮度很小。如何使每个碰撞到离子上的电子都能以确定的恰能将离子激发到某激光能级上去的能量去碰撞离子，使每个电子的能量都能充分地转化为离子的激发能，并通过自发辐射转化为激光的光能。是本技术需要解决的第二个技术问题。3、现今寻找能辐射激光的离子，能级和跃迁通常是用实验方法，但这些方法皆具有特殊性和偶然性。寻找一种较普遍的实验方法并同用准确的加Breit修正和QED修正的全相对论多组态自洽场方法计算出的预言值进行比较，以确定能产生确定波长激光的离子，能级和跃迁，是本技术需要解决的第三个技术问题。4、如何将能发射波长足够短、功率足够大的双束激光的普通机电设备装在汽车上、或飞机上、或军舰上，作为一种可以上下转动，左右转动的新的军事装备，是本技术需要解决的第四个技术问题。技术方案本技术的技术方案是采用装有高频感应加热电路的高温原子炉、来获得高强度原子束，采用一个包含较低速面电子流横向来回碰撞单电离区和梯度加速管的较低速面电子流横向来回碰撞单电荷离子束注入段、来获得较低速高强度面电子流、并用这种较低速高强度面电子流横向来回碰撞高强度原子束、来获得离子动能一定的高强度单电荷离子束，采用包含一个电磁速度选择器、一个较高速高强度面电子流横向来回碰撞多电离区、一个电荷静电分离器和一个低电荷离子返回通道的扁跑道形较高速面电子流横向来回碰撞高电荷离子电离环、来获得高强度较高速面电子流、并用这种高强度较高速面电子流横向来回反复碰撞高强度单电荷离子束、来将高强度单电荷离子束转变成高强度高电荷离子束，采用一个包含高强度高速面电子流横向来回碰撞激发区、面电子流静电速度选择器和光学共振腔的扁跑道形高速面电子流横向来回碰撞激发环、来获得能量略大于选定的电离度为μ的高电荷离子某激光能级值的高强度高速面电子流、并用这种高强度高速面电子流横向来回反复碰撞电离度为μ的高强度高电荷离子束、来实现高电荷离子双束高强度激光的发射。较低速面电子流横向来回碰撞单电荷离子束注入段位于扁跑道形较高速面电子流横向来回碰撞高电荷离子电离环的左边。在较低速面电子流横向来回碰撞单电荷离子束注入段的起点有一装有高频感应加热电路的高温原子炉将金属或非金属激光材料熔化、气化后，或将气体激光材料加热后，从小长方形炉口喷出，形成一高强度原子束。高强度原子束进入一电压略大于原子电离电位的宽度较窄的较低速面电子流横向来回碰撞单电离区， 将高强度原子束进行初步电离，形成高强度单电荷离子束，然后进入一横截面比炉口稍大的长方形梯度离子加速管，获得一定动能，经由上下两级90°偏转磁铁和左右两带正电荷的金属条组成的单电荷离子束输出输入通道转向压缩后，注入到扁跑道形较高速面电子流横向来回碰撞高电荷离子电离环中。较低速面电子流横向来回碰撞单电离区由表面涂有受热易发射电子的BaO材料的宽度略大于原子束厚度的处于原子束左侧的由钨片作成的通电热阴极、与通电热阴极平行相邻的由若干个面积略大于通电热阴极面积的平行扁长方形金属框和高电阻相间串联而成的发射腔和位于原子束右侧与发射腔结构相同的位置对称的反射腔组成，发射腔和反射腔外各套有一个截面比发射腔和反射腔截面稍大的扁长方形通电导向螺线管，发射腔两端所加的电压略大于原子的电离电位、方向向右，使刚从通电热阴极逸出的热电子加速向右运动，碰撞上原子后，恰能碰掉一个外层电子，使原子带上一个正电荷，成为一个单电荷离子。没有碰撞上原子的电子将穿过原子束进入反射腔。反射腔上所加的电压和发射腔上所加的电压大小相等，方向相反。没有碰撞上原子的电子在反射腔反向电场的作用下，先减速为零，而后反向加速到进入时的速度，并以此速度再次碰撞原子。如碰撞上了，也能恰使原子电离、带上一个正电荷，成为一个单电荷离子。如没有碰撞上，则将穿过高强度原子束进入发射腔。在发射腔中先减速为零，而后反向加速到进入时的速度，并以此速度再次碰撞原子。如此从热阴极发射出来的热电子经加速后将不断横向来回反复碰撞原子束，使其变成高强度单电荷离子束。而碰撞上原子的电子则因动能几乎全部丧失而被正极吸收。电子在横向来回反复碰撞中动能几乎全部转化成了电离能，因此面电子流横向来回反复碰撞电离或激发的效率就很高。而在通常的电子束纵向碰撞电离或激发时，由于多次无规则碰撞，大部份电子的动能都转变成了原子的热能，因此电子束纵向碰撞电离或激发的效率就很低。梯度离子加速管由11个(可增减)截面比离子束横截面稍大的平行扁长方形金属框和高电阻相间串联而成。两端加上一定的电压后，可在管中形成对离子的加速电场，使单电荷离子具有一定的速度V、获得一定动能。这个速度ν和动能不能太大，以免偏转磁铁过大，也不能太小，以免在传输过程中扩散过多。为了使加速后的单电荷离子束能注入到扁跑道形较高速面电子流横向来回碰撞高电荷离子电离环中而又不影响原扁跑道形较高速面电子流横向来回碰撞高电荷离子电离环中离子的轨道，在注入处除加了一对两极90s偏转磁铁外，还在离子束的左右两侧各加了一条带正电荷的金属条，右边的金属条带的电量较少，左边的金属条带的电量较多，使离子束在两金属条间受到一个向中间压缩的电场力，以免离子跑出环形轨道。它们构成一个单电荷离子束输出输入通道。扁跑道形较高速面电子流横向来回碰撞高电荷离子电离环由一本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．高速面电子流横向来回碰撞高电荷离子双束激光发射装置，其特征是：它由一个较低速面电子流横向来回碰撞单电荷离子束注入段（Ａ）、一个通过较低速面电子流横向来回碰撞单电荷离子束注入段（Ａ）的单电荷离子束输出输入通道（６、７、７’）和较低速面电子流横向来回碰撞单电荷离子束注入段（Ａ）相连接的扁跑道形较高速面电子流横向来回碰撞高电荷离子电离环（Ｂ）、一个通过扁跑道形较高速面电子流横向来回碰撞高电荷离子电离环（Ｂ）的高电荷离子束输出输入通道（１８、２５）和扁跑道形较高速面电子流横向来回碰撞高电荷离子电离环（Ｂ）相连接的扁跑道形高速面电子流横向来回碰撞高电荷离子激发环（Ｃ）、以及它们所需的动力、电器、真空等附属设备组成，较低速面电子流横向来回碰撞单电荷离子注入段（Ａ）和扁跑道形较高速面电子流横向来回碰撞高电荷离子电离环（Ｂ）安装在一个密封的抽成真空的扁长方体大电离箱（３８）中，扁跑道形高速面电子流横向来回碰撞高电荷离子激发环（Ｃ）安装在另一个固定在扁长方体大电离箱（３８）上面的密封的抽成真空的扁长方体大激发箱（３９）中，它们所需的动力、电器、真空等附属设备都安装在另一个位于扁长方体大电离箱（３８）下面或旁边的可装卸的扁长方体大附件箱（４０）中。...

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：姜仁滨，王宛珏，王晓东，
申请(专利权)人：姜仁滨，
类型：实用新型
国别省市：62