高能电子束磁场诊断仪制造技术

一种用于测量等离子体中高能电子束伴生磁场的高能电子束磁场诊断仪，包括同步装置、飞秒激光器和矩形的真空不锈钢腔体，通过在探测光路中简单地垂直插入合适厚度的高性能玻璃薄片，对穿过该玻璃片的那部分探测光进行光路延时，实现了在单次条件下对等离子体中电子束磁场的多时间点测量，本发明专利技术具有测量效率高、操作简单、方便高效、应用范围广的优点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及等离子体，特别是一种用于测量等离子体中高能电子束伴生磁场的高能电子束磁场诊断仪。
技术介绍
法拉第效应是指偏振光在一定介质中经过与偏振方向垂直的磁场后，偏振方向会发生一定程度偏转的效应。该效应多用于等离子体内部较强磁场的诊断，2010年，M.C.Kaluza等首次将该效应用于对激光尾波场所加速出来的电子束所产生的磁场的诊断(参见 Kaluza, M.C., et al., Measurement of Magnetic-field structures in aLaser-wakefield Accelerator.Physical Review Letters, 2010.105(11):p.115002-115002.)，对于高能电子束而言，其等效的高强度电流会在电子束周围产生非常强的伴生磁场，通过将一束线偏振超短飞秒激光从电子束侧面入射到该磁场上，如附图说明图1所示，激光的偏振方向会发生变化，该偏转角为权利要求1.一种用于测量等离子体中高能电子束伴生磁场的高能电子束磁场诊断仪，特征在于其结构包括同步装置(I)、飞秒激光器(2)和矩形的真空不锈钢腔体(7)，所述的同步装置(1)同步控制所述的飞秒激光器(2)和待测电子源，所述的真空不锈钢腔体(7)正对待测电子源输出的待测电子束入射方向的两面分别安装有第一法兰(10)和第二法兰(11 )，该真空不锈钢腔体(7)的另两面设有第一玻璃窗片(8)和第二玻璃窗片(9)，所述的飞秒激光器(2)发射出与电子束前进方向平行的线偏振探测光，在该线偏振探测光路上依次设置第一反射镜(3)、第二反射镜(5)、第三反射镜(6)、真空不锈钢腔体(7)的第一玻璃窗片(8)、薄玻璃片(12)、喷气区域(13)、短焦透镜(14)、第二玻璃窗片(9)、长焦透镜(15)、半透半反式分束片(16)、第二格林棱镜(19)和第二 CXD (20)，在所述的半透半反式分束片(16)的反射光方向依次是第一格林棱镜(17)和第一 (XD(18),所述的第一反射镜(3)、第二反射镜(5)、第三反射镜(6)和半透半反式分束片(16)与所述的线偏振探测光成45°，第二反射镜(5)和第三反射镜(6)设置在第一电控平移台(4)上，所述的第一反射镜(3)、第二反射镜(5)、第三反射镜(6)和第一电控平移台(4)组成光程延时器，所述的薄玻璃片(12)设置在第二电控平移台(21)上，所述的喷气区域(13)位于所述的待测电子束和探测光的交点，所述的短焦透镜(14 )和长焦透镜(15)共焦，所述的由短焦透镜(14 )和长焦透镜(15 )所构成的4F系统的物点为电子束的测量位置，像点位于第一 CXD (18)和第二 CXD (20)的测量面阵上。2.根据权利要求1所述的高能电子束磁场诊断仪，其特征在于所述的第一电控平移台(4)在与电子束前进方向相垂直的方向上进行调节。3.根据权利要求1所述的高能电子束磁场诊断仪，其特征在于所述的第二电控平移台(21)在与电子束前进方向相平行的方向上进行调节。4.根据权利要求1所述的磁场诊断仪，其特征在于所述的玻璃片(12)为单层玻璃片。5.根据权利要求1所述的高能电子束磁场诊断仪，其特征在于所述的玻璃片(12)为阶梯状玻璃片，该阶梯状玻璃片是在基片上叠加N个玻璃阶梯构成，第i个阶梯的厚度Wi和宽度Li满足如下的条件:(n-1) WiKn-1)钟^/2，其中η为玻璃的折射率，i = 1、2、3…、N，Wtl为基片的厚度。6.根据权利要求1所述的高能电子束磁场诊断仪，其特征在于所述的所有反射镜都镀有激光器(2 )所对应的反射膜。7.根据权利要求 1至6任一项所述的高能电子束磁场诊断仪，其特征在于所述的短焦透镜(14)和长焦透镜(15)所构成的4F系统的放大倍率在5 20之间。全文摘要一种用于测量等离子体中高能电子束伴生磁场的高能电子束磁场诊断仪，包括同步装置、飞秒激光器和矩形的真空不锈钢腔体，通过在探测光路中简单地垂直插入合适厚度的高性能玻璃薄片，对穿过该玻璃片的那部分探测光进行光路延时，实现了在单次条件下对等离子体中电子束磁场的多时间点测量，本专利技术具有测量效率高、操作简单、方便高效、应用范围广的优点。文档编号G01R33/032GK103235272SQ20131015117公开日2013年8月7日 申请日期2013年4月26日 优先权日2013年4月26日专利技术者李文涛, 刘建胜, 王成, 王文涛, 田野, 陈强, 张志钧 申请人:中国科学院上海光学精密机械研究所本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于测量等离子体中高能电子束伴生磁场的高能电子束磁场诊断仪，特征在于其结构包括同步装置（1）、飞秒激光器（2）和矩形的真空不锈钢腔体（7），所述的同步装置（1）同步控制所述的飞秒激光器（2）和待测电子源，所述的真空不锈钢腔体（7）正对待测电子源输出的待测电子束入射方向的两面分别安装有第一法兰（10）和第二法兰（11），该真空不锈钢腔体（7）的另两面设有第一玻璃窗片（8）和第二玻璃窗片（9），所述的飞秒激光器（2）发射出与电子束前进方向平行的线偏振探测光，在该线偏振探测光路上依次设置第一反射镜（3）、第二反射镜（5）、第三反射镜（6）、真空不锈钢腔体（7）的第一玻璃窗片（8）、薄玻璃片（12）、喷气区域（13）、短焦透镜（14）、第二玻璃窗片（9）、长焦透镜（15）、半透半反式分束片（16）、第二格林棱镜（19）和第二CCD（20），在所述的半透半反式分束片（16）的反射光方向依次是第一格林棱镜（17）和第一CCD（18），所述的第一反射镜（3）、第二反射镜（5）、第三反射镜（6）和半透半反式分束片（16）与所述的线偏振探测光成45°，第二反射镜（5）和第三反射镜（6）设置在第一电控平移台（4）上，所述的第一反射镜（3）、第二反射镜（5）、第三反射镜（6）和第一电控平移台（4）组成光程延时器，所述的薄玻璃片（12）设置在第二电控平移台（21）上，所述的喷气区域（13）位于所述的待测电子束和探测光的交点，所述的短焦透镜（14）和长焦透镜（15）共焦，所述的由短焦透镜（14）和长焦透镜（15）所构成的4F系统的物点为电子束的测量位置，像点位于第一CCD（18）和第二CCD（20）的测量面阵上。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：李文涛，刘建胜，王成，王文涛，田野，陈强，张志钧，
申请(专利权)人：中国科学院上海光学精密机械研究所，
类型：发明
国别省市：