CN102361209B - 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 - Google Patents
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 Download PDFInfo
- Publication number
- CN102361209B CN102361209B CN 200910164613 CN200910164613A CN102361209B CN 102361209 B CN102361209 B CN 102361209B CN 200910164613 CN200910164613 CN 200910164613 CN 200910164613 A CN200910164613 A CN 200910164613A CN 102361209 B CN102361209 B CN 102361209B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- forth
- electron stream
- charge ion
- laterally
- face electron
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
- 230000003252 repetitive effect Effects 0.000 title abstract 3
- 230000005284 excitation Effects 0.000 claims abstract description 37
- 238000010884 ion-beam technique Methods 0.000 claims abstract description 29
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 claims description 313
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 37
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 37
- 238000009684 ion beam mixing Methods 0.000 claims description 18
- 230000005684 electric field Effects 0.000 claims description 15
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims description 10
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 claims description 8
- 239000010959 steel Substances 0.000 claims description 8
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 7
- WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N tungsten Chemical compound [W] WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 239000010937 tungsten Substances 0.000 claims description 7
- 238000005452 bending Methods 0.000 claims description 6
- 230000005611 electricity Effects 0.000 claims description 6
- 238000002347 injection Methods 0.000 claims description 6
- 239000007924 injection Substances 0.000 claims description 6
- 230000033001 locomotion Effects 0.000 claims description 6
- 238000007789 sealing Methods 0.000 claims description 6
- 230000003068 static effect Effects 0.000 claims description 5
- 230000006698 induction Effects 0.000 claims description 4
- 238000000034 method Methods 0.000 abstract description 14
- 230000005855 radiation Effects 0.000 abstract description 10
- 230000007704 transition Effects 0.000 abstract description 7
- 238000004965 Hartree-Fock calculation Methods 0.000 abstract 1
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 abstract 1
- 238000012601 sigmoid curve-fitting method Methods 0.000 abstract 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 6
- 238000012937 correction Methods 0.000 description 5
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 5
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 4
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
- 239000002784 hot electron Substances 0.000 description 4
- 230000002269 spontaneous effect Effects 0.000 description 4
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 3
- 238000004695 multi-configuration self-consistent field calculation Methods 0.000 description 3
- 241000931526 Acer campestre Species 0.000 description 2
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 2
- 239000011149 active material Substances 0.000 description 2
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 2
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 2
- 238000011161 development Methods 0.000 description 2
- 238000010894 electron beam technology Methods 0.000 description 2
- 238000010304 firing Methods 0.000 description 2
- 238000007667 floating Methods 0.000 description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 2
- -1 hydrogen-like Chemical class 0.000 description 2
- 229910052755 nonmetal Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000012795 verification Methods 0.000 description 2
- WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N Lithium Chemical compound [Li] WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000005686 electrostatic field Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 1
- 229910052744 lithium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052754 neon Inorganic materials 0.000 description 1
- GKAOGPIIYCISHV-UHFFFAOYSA-N neon atom Chemical compound [Ne] GKAOGPIIYCISHV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000002265 prevention Effects 0.000 description 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 1
- 238000010183 spectrum analysis Methods 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Lasers (AREA)
Abstract
本发明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。
Description
技术领域
本发明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。
背景技术
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 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。
发明内容
本发明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。本发明为激光器的研制和应用开辟了一条新的途径。
技术问题
本发明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发明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。是本发明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，是本发明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，是本发明需要解决的第四个技术问题。
技术方案
本发明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v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 
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个电磁速度选择器、一个较高速面电子流横向来回碰撞多电离区、一个通电导向聚焦螺线管、一个电荷静电分离器、一个 
转向磁铁、一个套有横截面比平行混合离子束横截面稍大的扁长方形通电导向螺线管的低电荷离子返回通道和另一个 
转向磁铁相继串联而成。
单电荷离子束进入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后，先进入由一对永久磁铁和一对带等量异号电荷的平行金属板组成的能产生电场强度为E的静电场和与它正交的磁感应强度为B的静磁场的电磁速度选择器，只有速度v＝E/B的离子才能通过电磁速度选择器。单电荷离子经过电磁速度选择器后，进入一个较高速面电子流横向来回碰撞多电离区。
这个较高速面电子流横向来回碰撞多电离区的结构和较低速面电子流横向来回碰撞单电离区的结构相同，而宽度却较较低速面电子流横向来回碰撞单电 离区的宽度宽得多，发射腔和反射腔上所加的略大于形成电离度为μ的高电荷离子的总电离电位的电压比较低速面电子流横向来回碰撞单电离区的发射腔和反射腔上所加的电压也大得很多。因此，它能将单电荷离子再进行多电荷电离，使高强度单电荷离子束变成电离度更高的大小不同的高强度混合离子束。其中有电离度为μ的高电荷离子束，也有电离度较小的低电荷离子束。在发射腔和反射腔外各套了一个横截面比发射腔和反射腔横截面稍大的扁长方形通电导向螺线管。
高强度混合离子束经过一通电导向聚焦螺线管后，进入一个电荷静电分离器。电荷静电分离器由四对相继排列的相互绝缘的带等量异号电荷的平行金属板组成。第一对和第四对左板带负电、右极带正电，第二对和第三对左板带正电、右板带负电。第三对的两板间距较小，第四对的两板间距更小，各对板间的电场强度相等。离子进入第一对平行金属板间后受向左的电场力、沿向左弯曲的抛物线轨道运动，进入第二对和第三对平行金属板间后受向右的电场力、沿向右弯曲的抛物线轨道运动，进入第四对平行金属板间后又受向左的电场力、沿向左弯曲的抛物线轨道运动，离开第四对平行金属板时，所有的离子都回到刚进入第一对平行金属板间时的直线轨道，又形成一混合离子束。由于离子偏离原直线轨道的最大距离和离子所带的电量成正比，因此，高电荷离子因其偏离原直线的距离最大，可以进入左边的出口，经两极 
垂直转向磁铁偏转后，进入由一条细长的带较少正电荷的直的金属条和一条同样细长的带较多正电荷的部份弯曲的金属条组成的高电荷离子束输出输入通道，注入到上面的水平的扁跑道形高速面电子流横向来回碰撞激发环中。电荷量不够高的混合离子束则进到 
转向磁铁间后，又按电荷量大小不同经不同半径绕行半周、在低电荷离子返回通道中形成按电荷量大小不同分开的若干平行离子束向前漂移。在漂 移到另一 
转向磁铁间后又按电荷量大小不同经不同半径绕行半周合成一电荷量不够高的混合离子束，再次进入电磁速度选择器和较高速面电子流横向来回碰撞多电离区，被高强度的较高速面电子流横向来回反复碰撞，将电离度较低的离子电离成电离度较高的离子，一部份电离成电离度为μ的高电荷离子，从左边的出口经 
垂直转向磁铁偏转后，进入由一条细长的带较少正电荷的直的金属条和一条同样细长的带较多正电荷的部份弯曲的金属条组成的高电荷离子束输出输入通道，注入到上面的水平扁跑道形高速面电子流横向来回碰撞激发环的直线轨道中，使扁跑道形高速面电子流横向来回碰撞激发环中电离度为μ的高电荷离子数不断增加，高电荷离子束的强度也不断增加。为了阻止在 
转向磁铁空隙中的混合离子束的扩散，在转向磁铁的空隙中给混合离子束也套有一个横截面比混合离子束的横截面稍大的的通电导向螺线管。
扁跑道形高速面电子流横向来回碰撞激发环由一个前后两对 
转向磁铁和其间的两平行高电荷离子水平飘移直线轨道构成的扁跑道形轨道、一个位于高电荷离子水平飘移直线轨道左右两侧的高速面电子流横向来回碰撞激发区、一个位于高速面电子流横向来回碰撞激发区中间和位于高电荷离子水平飘移直线轨道左中右的面电子流静电速度选择器、一个位于高电荷离子水平飘移直线轨道延长线上前后的一个由全反射镜和一半反射透镜组成的一个光学共振腔构成。
扁跑道形高速面电子流横向来回碰撞激发环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上边，在高电荷离子水平飘移直线轨道的下面有由一对 
垂直转向磁铁和与它衔接的在上面的一条细长的带较少正电荷的直的金属条、在下面的一条同样细长的带较多正电荷的部份弯曲的金属条组成的能将电离度为的μ的高电荷离子压入直线轨道中的高电荷离子束输出输入 通道，将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出口和扁跑道形高速面电子流横向来回碰撞高电荷离子激发环的入口相连。
电离度为μ的高电荷离子进入高电荷离子水平飘移直线轨道中后，沿高电荷离子水平飘移直线轨道飘移进入一对水平的180°转向磁铁间，绕行半周后沿另一平行高电荷离子水平飘移直线轨道飘移进入另一对水平的180°转向磁铁间，绕行半周后进入原高电荷离子水平飘移直线轨道。离子轨道形成一个水平的扁跑道形环路。
随着扁跑道形较高速面电子流横向来回碰撞电离环和扁跑道形高速面电子流横向来回碰撞激发环中离子数的增加，离子间的斥力也会增加，离子束的散失也会增加。为了减少离子束的散失，在扁跑道形高速面电子流横向来回碰撞激发环的转向磁铁的空隙中也给离子束套有一个横截面比离子束横截面稍大的半圆形的通电导向螺线管，以阻止离子束向四周扩散，但在扁跑道形高速面电子流横向来回碰撞激发环的高电荷离子水平飘移直线轨道上下安置的确是一对带同样正电荷的金属条，它们只起阻止电离度为μ的高电荷离子束上下扩散的作用。当扁跑道形较高速面电子流横向来回碰撞电离环和扁跑道形高速面电子流横向来回碰撞激发环中增加的离子数和散失的离子数相等时，电离度为μ的高电荷离子束的强度将趋于一个较大的稳定值、变成一种高强度高电荷离子束。
扁跑道形高速面电子流横向来回碰撞激发环中电离度为μ的高强度高电荷离子束必须经过选择性激发才可能辐射高强度激光。本实用新型采用的选择性激发方式是：用每个电子的动能都略大于电离度为μ的高电荷离子某激光能级值的高强度高速面电子流，横向来回反复碰撞电离度为μ的高强度高电荷离子束进行激发。
在高速面电子流横向来回碰撞激发区中的高强度高速面电子流由位于扁跑 道形高速面电子流横向来回碰撞高电荷离子激发环的扁跑道形环路的最右边的一条与高电荷离子水平飘移直线轨道平行的表面涂有受热易发射电子的BaO材料的长度和环的直线轨道长度相等的宽度略大于高电荷离子束的厚度的细长钨片作成的通电热阴极发出的。与通电热阴极平行相邻的有一个发射腔。发射腔的宽度和通电热阴极(31)的长度相等，发射腔的厚度略大于通电热阴极的宽度，发射腔两端所加的电压比较高速面电子流横向来回碰撞多电离区中的发射腔两端所加的电压更大、略大于恰能将选定的电离度为μ的高电荷离子激发到某激光能级上所需电压。这个某激光能级的值需经过准确的理论计算，如经过加Breit修正和QED修正的全相对论多组态自场方法的准确计算，并经过实验验证才能确定。扁跑道形高速面电子流横向来回碰撞激发环的另一侧与发射腔对称的位置上有一个与发射腔结构相同的反射腔，反射腔两端所加的电压和发射腔两端所加的电压大小相等、方向相反。高速面电子流横向来回碰撞激发区的发射腔和反射腔的结构和作用与较低速面电子流横向来回碰撞单电离区和较高速面电子流横向来回碰撞多电离区中的发射腔和反射腔的结构和作用相同。在发射腔和反射腔外各套了一个横截面比发射腔和反射腔横截面稍大的扁长方形通电导向螺线，以阻止离子束扩散。
在发射腔和反射腔中间有一个面电子流速度选择器。面电子流速度选择器由三组结构相同的平行带电金属板组成。每一组有四对带等量异号电荷的平行金属板。第一对和第四对上板带负电、下板带正电，第二对和第三对上板带正电、下板带负电。第一组位于发射腔和一个高电荷离子水平飘移直线轨道间，第二组位于两高电荷离子水平飘移直线轨道间，第三组位于另一高电荷离子水平飘移直线轨道和反射腔之间。在每一组中的四对带等量异号电荷的平行金属板间电子的运动情况和低电荷离子在电荷静电分离器中运动的情况相同。如果 从通电热阴极中发射出的电子在穿过两高电荷离子水平飘移直线轨道中的高电荷离子束时，没有和电离度为μ的高电荷离子发生碰撞，它将在发射腔和反射腔之间不停地来回运动，直到碰上电离度为μ的高电荷离子、使电离度为μ的高电荷离子激发到选定的某激光能级上、自己的动能几乎减小成零而被正极板吸收为止。如此可保证碰上电离度为μ的高电荷离子的每个电子，都具有恰能将电离度为μ的高电荷离子激发到某激光能级上去的确定动能，所有的电子动能都能几乎全部转化为电离度为μ的高电荷离子的激发能，然后经过自发辐射转化为辐射出去的激光的光能。这样的激发方式较一般的纵向激发方式的能量转化效率高得多。
在扁跑道形高速面电子流横向来回碰撞高电荷离子激发环的两高电荷离子水平飘移直线轨道的后边延长线上有一固定底板上的全反射镜，在前面延长线上有一在底板上可前后细微移动的半反射透镜，前后两镜构成一个光学共振腔。细微调节前面镜面的位置可选择共振波长。被激发到选定的某激光能级上的电离度为μ的高电荷离子经过自发辐射出去的激光经光学共振腔选择性放大后，即可沿着电离度为μ的高电荷离子水平飘移直线轨道的方向辐射出高强度激光束。由于本装置有两个电离度为μ的高电荷离子水平飘移直线轨道，因此能辐射出两束高强度激光。
在扁跑道形高速面电子流横向来回碰撞激发环的扁跑道形轨道后面180°转向磁铁下边的两旁，各有一根和180°转向磁铁光滑接触的与扁跑道形高速面电子流横向来回碰撞高电荷离子激发环的高电荷离子水平飘移直线轨道平行的固定在底板上的带齿钢条，后面的180°转向磁铁可在这两固定带齿钢条间，顺着带齿钢条，在固定在后面180°转向磁铁两侧面上的小型电动机的带动下，前后移动，以改变电离度为μ高电荷离子束水平飘移直线轨道的长度。用此方法 可研究电离度为μ的高电荷离子束辐射的各种波长光线的强度和电离度为μ的高电荷离子束水平飘移直线轨道长度的函数关系，据此可以确定辐射光线的相干性和激光波长。这是一种较普遍的实验方法。再根椐同准确的加Breit修正和QED修正的全相对论多组态自洽场方法计算出的准确结果进行比较，就可以确定能产生确定波长激光的离子，能级和跃迁。
如果电离度为μ的高电荷离子束的强度足够大，激发用的高速面电子流的功率也足够大，则能发射出的激光的功率也就会足够大。根据激光的波长和功率的不同，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。
较低速面电子流横向来回碰撞单电荷离子注入段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安装在一个密封的抽成真空的扁长方体大电离箱中，扁跑道形高速面电子流横向来回碰撞高电荷离子激发环安装在另一个密封的抽成真空的固定在扁长方体大电离箱上面的扁长方体大激发箱中，它们所需的动力、电器、真空等附属设备都安装在位于扁长方体大电离箱下面或旁边的可装卸的扁长方体大附件箱中。
固定连接在一起的扁长方体大电离箱和扁长方体大激发箱，以及扁长方体大附件箱这三个大箱可以一起装在汽车上、或飞机上、或军舰上、或实验室里。如果是装在汽车上，则可在居于下面的扁长方体大电离箱下面中间和汽车底架间装一个油压伸缩杆，在扁长方体大电离箱外面后下角装一个轴承，使扁长方体大电离箱和扁长方体大激发箱能一起绕固定在扁长方体大附件箱外面后上角的转轴上下自由转动，在扁长方体大电离箱下面的扁长方体大附件箱外底面装一个园形转盘、在扁长方体大附件箱中底面后下角装一个电动机、在汽车车箱地板上装两个固定在车箱地板上的刻有齿轮的半圆形卡槽，将转盘卡住，使其 能用装在下面的扁长方体大附件箱中底面后下角的电动机通过传动齿轮带动转盘左右转动。
有益效果
本发明的有益效果如下：
1、提供了一套能产生高强度高速面电子流和高强度高电荷离子束，并通过高强度高速面电子流横向来回反复碰撞激发高强度高电荷离子束，来获得单色亮度大、功率高、波长更短的高电荷离子双束高强度激光的实用发射装置。本发明为激光器的研制和应用开辟了一条新的途径。克服了现今激光发射装置的严重缺陷。
2、仅使用了普通的小型简单机电设备，不使用大型的离子源和巨型的加速器，且电能转化为光能的效率很高。
附图说明
图1为装有较低速面电子流横向来回碰撞单电荷离子束注入段(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)的扁长方体大电离箱(38)俯视图
图2为装有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)的扁长方体大激发箱俯视图。
图3为扁长方体大电离箱(38)和扁长方体大激发箱(39)的侧视图
图4为扁长方体大电离箱(38)和扁长方体大激发箱(39)的前视图。
图5为装有扁长方体大电离箱(38)、扁长方体大激发箱(39)和扁长方体大附件箱(40)的汽车的侧视图。
图中各序号的名称
1-高温原子炉，2-高温原子炉的小长方形炉口，3-原子束，4-单电荷 离子束，5-长方形梯度离子加速管，5′-套在长方形梯度加速管外的扁长方形通电导向螺线管，6-上下两级90°偏转磁铁，7、7′-左右两带正电荷的金属条，8-由钨片作成的通电热阴极，8’-(a)的发射腔(a’)中的平行长方形金属框，8”-从(b)的发射腔通电热阴极逸出的热电子，9-(b)的发射腔中的高电阻，10、10’-套在(a)中发射腔和反射腔外的扁长方形通电导向螺线管，11-平行长方形金属框，12-高电阻，13-电磁速度选择器，14-混合离子束，15-通电导向聚焦螺线管，15’、15”-套在发射腔(b’)和反射腔(b”)外的截面稍大的扁长方形通电导向螺线管，16-带等量异号电荷的平行金属板，17-电离度为μ的高电荷离子束，18-左边的出口，19-左右两极 
垂直转向磁铁，20、20’-两极 
转向磁铁，21-低电荷离子返回通道，21、21’-套在低电荷离子返回通道(21)外的扁长方形通电导向螺线管，22、22′-带不同电量的平行离子束，23、23’-扁跑道形高速面电子流横向来回反复碰撞高电荷离子激发环(C)的两高电荷离子水平飘移直线轨道，24-(23、23’)后面的转向磁铁，24’-(23、23’)前面的转向磁铁，25-一条细长的带较少正电荷的直的金属条，25’-一条和(25)同样细长的带较多正电荷的部份弯曲的金属条，26、26’-在转向磁铁(20，20’)的空隙中给离子束套的一个截面比离子束截面稍大的通电导向螺线管，27、27’-在转向磁铁(24、24’)的空隙中给离子束套的一个截面比离子束截面稍大的半圆形通电导向螺线管，28、28’-在(23、23’)上下安置的一对带同样正电荷的金属条，29-短波长激光束，30-高速面电子流，31-由细长钨片作成的通电热阴极，31，-发射腔(d’)中的平行扁长方形金属框，31”-发射腔(d’)中的高电阻，32、32’-截面比发射腔(d’)和反射腔(d”)截面稍大的扁长方形通电导向螺线管，33-面电子流速度选择器，34-全反射镜，35-半反射透镜，36-固定在底板上的带齿钢条，37-小型电动机，38-扁长方体大电离 箱，39-扁长方体大激发箱，40-扁长方体大附件箱，41-汽车底架，41’-汽车车箱地板，42-油压伸缩杆，43-固定在扁长方体大电离箱(38)后上角的转轴，43’-固定在扁长方体大激发箱(39)后下角的轴承，44-在扁长方体大附件箱(40)外底面装的一个园形转盘，45-两个固定汽车车箱地板(41’)上的刻有齿轮的半圆形卡槽，46-装在扁长方体大附件箱(40)中后下角的电动机，47-电动机上的传动齿轮。
A-较低速面电子流横向来回碰撞单电荷离子束注入段，B-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，C-扁跑道形高速面电子流横向来回碰撞高电荷离子激发环，a-较低速面电子流横向来回碰撞单电离区，a’-(a)中的发射腔，a”-(a)中的反射腔，b-较高速面电子流横向来回碰撞多电离区，b，-(b)中的发射腔，b”-(b)中的反射腔，c-电荷静电分离器，d-高速面电子流横向来回碰撞激发区，d’-(d)中的发射腔，d”-(d)中的反射腔。
具体实施方式
现结合上述附图对本发明技术方案作进一步说明：
在图1中的较低速面电子流横向来回碰撞单电荷离子束注入段(A)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(B)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(A)的起点有一装有高频感应加热电路的高温原子炉(1)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，从宽大高小的小长方形炉口(2)喷出，形成一高强度原子束(3)。高强度原子束(3)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(a)，将高强度原子束(3)进行初步电离，形成高强度单电荷离子束(4)，然后进入一横截面比炉口面积稍大的长方形梯度加速管(5)，获得一定动能，经上下两级90°偏转磁铁(6)和左右两带正电荷的金属条(7、7’)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(B)中。
较低速面电子流横向来回碰撞单电离区(a)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(3)厚度的处于原子束左侧的由钨片作成的通电热阴极(8)，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(8)面积的平行扁长方形金属框(8’)和高电阻(9)相间串联而成的发射腔(a’)和位于原子束(3)右侧与发射腔位置对称的反射腔(a”)组成。在发射腔(b’)和反射腔(b”)外各套了一个横截面比发射腔(b’)和反射腔(b”)横截面稍大的扁长方形通电导向螺线管(15’，15”)。发射腔(a’)的电压略大于原子的电离电位、方向向右，使刚从热阴极逸出的热电子(8”)加速向右运动，碰撞上原子(3)后，恰能碰掉一个外层电子，使原子(3)带上一个正电荷，成为一个单电荷离子(4)。没有碰撞上原子的电子(8”)将穿过原子束(3)进入反射腔(a”)。反射腔(a”)上所加的电压和发射腔(a’)上所加的电压大小相等，方向相反。没有碰撞上原子(3)的电子(8”)在反射腔(a”)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(3)。如碰撞上了，也能恰使原子(3)电离、带上一个正电荷，成为一个单电荷离子(4)。如没有碰撞上，则将穿过原子束(3)进入发射腔(a’)。在发射腔(a’)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(3)。如此从通电热阴极发射出来的电子(8”)将不断横向来回反复碰撞原子束(3)，使其变成单电荷离子束(4)。而碰撞上原子(3)的电子(8”)则因动能几乎全部丧失而被正极吸收。在横向来回反复碰撞中电子(8”)的动能几乎全部转化成了电离能。
梯度离子加速管(5)是由11个(可增减)比离子束(4)横截面稍大的平行小长方形金属框(11)和高电阻(12)相间串联而成。两端加上一定的电压，在管中形成对离子的加速电场，使单电荷离子(4)通过梯度离子加速管(5)后加速、获得一定速度、一定动能。这个速度不能太大，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(4)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(B)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(B)中离子的轨道，在注入处除加了一对两极 
偏转磁铁(6)外，还在离子束(4)的左右两侧各加了一条带正电荷的金属条(7、7’)。右边的金属条(7)带的电量较少，左边的金属条(7’)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(4)跑出扁跑道形环路。
单电荷离子束(4)进入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)后，先进入电场、磁场正交的电磁速度选择器(13)，只有速度v＝E/B的离子才能通过电磁速度选择器(13)。单电荷离子(4)经过电磁速度选择器(13)后，进入一个较高速面电子流横向来回碰撞多电离区(b)。这个较高速面电子流横向来回碰撞多电离区(b)的结构和作用与较低速面电子流横向来回碰撞单电离区(a)的的结构和作用相同，但较高速面电子流横向来回碰撞多电离区(b)的宽度较较低速面电子流横向来回碰撞单电离区(a)的宽度宽得多，较高速面电子流横向来回碰撞多电离区(b)的发射腔(b’)和反射腔(b”)上所加的略大于形成电离度为μ的高电荷离子(17)的总电离电位的电压比较低速面电子流横向来回碰撞单电离区(a)的发射腔(a’)和反射腔(a”)上所加的电压也大得很多。因此，它能将单电荷离子(4)再进行多电荷电离，使单电荷离子束(4)变成电离度较高的大小不同的混合离子束(14)。其中有电离度为μ的高电荷离子束(17)，也有电离度较小的低电荷离子束(14’)。混合离子束(14)经过一通电导向聚焦螺线管(15)后，进入一个电荷静电分离器(c)。电荷静电分离器(c)由四对相继排列的相互绝缘的带等量异号电荷的平行金属板(16)组成。第一对和第四对左板带负电、右极带正电，第二对和第三对左板带正电、右板带负电，第三对两板间距较小，第四对两板间 距更小，但各对板间的电场强度相等。离子进入第一对平行金属板间后受向左的电场力、沿向左弯曲的抛物线轨道运动，进入第二对和第三对平行金属板间后受向右的电场力、沿向右弯曲的抛物线轨道运动，进入第四对平行金属板间后又受向左的电场力、沿向左弯曲的抛物线轨道运动，离开第四对平行金属板时，所有的离子都回到刚进入第一对平行金属板间时的直线轨道，又形成一混合离子束(14’)。由于离子偏离原直线轨道的最大距离和离子所带的电量成正比，因此，电离度为μ的高电荷离子(17)因其偏离原直线的距离最大，可以进入左边的出口(18)，经两极 
垂直转向磁铁(19)偏转后，注入到上面的水平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)的中。电荷不够高的混合离子束(14’)则进到套有一个截面比混合离子束的截面稍大的通电导向螺线管的两极 
转向磁铁(20)间后，按电量大小不同经不同半径绕行半周、在低电荷离子返回通道(21)中形成按电量大小不同分开的若干平行离子束(22，22，)向前漂移。在漂移到另一对也套有一个截面比混合离子束的截面稍大的通电导向螺线管的 
转向磁铁(20’)间后、又按电量大小不同经不同半径绕行半周、合成一混合离子束(14’)，再次进入电磁速度选择器(13)和较高速面电子流横向来回碰撞多电离区(b)、被较高速面电子流(8”)横向来回反复碰撞，将电离度较低的离子电离成电离度较高的离子，一部份电离成电离度为μ的高电荷离子(17)，从左边的出口(18)经 
垂直转向磁铁(19)偏转后注入到上面的水平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)的扁跑道形环路的直线轨道(23)中，使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)中电离度为μ的高电荷离子(17)数不断增加，电离度为μ的高电荷离子束(17)的强度也不断增加，直到变成一种稳定的电离度为μ的高强度高电荷离子束(17)。
在图2中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)中电 离度为μ的高电荷离子进入高电荷离子水平飘移直线轨道中后，沿高电荷离子水平飘移直线轨道飘移进入一对水平的180°转向磁铁间，绕行半周后沿另一平行高电荷离子水平飘移直线轨道飘移进入另一对水平的180°转向磁铁间，绕行半周后进入原高电荷离子水平飘移直线轨道中。离子轨道形成一个水平的扁跑道形环路。进入扁跑道形环路中的电离度为μ的高电荷离子束(17)必须经过高速面电子流(30)选择性激发才可能辐射激光(29)。高速面电子流(30)由位于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)的扁跑道形环路的最右边的一条与高电荷离子水平飘移直线轨道(23、23’)平行的表面涂有受热易发射电子的Ba0材料的细长钨片作成的通电热阴极(31)发出的。通电热阴极(31)的长度和环的直线轨道(23)长度相等，宽度略大于高电荷离子束的厚度。与通电热阴极(31)平行相邻的有一个发射腔(d’)，发射腔(d’)的宽度和通电热阴极(31)的长度相等，发射腔(d’)的厚度略大于通电热阴极(31)的宽度。环的另一侧与发射腔(d’)对称的位置上有一个与发射腔(d’)结构相同、所加电压大小相等、方向相反的反射腔(d”)。在发射腔(d’)和反射腔(d”)中间有一个面电子流速度选择器(33)。在发射腔(d’)和反射腔(d”)外各套了一个横截面比发射腔(d’)和反射腔(d”)横截面稍大的扁长方形通电导向螺线管(32，32’)，在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)的高电荷离子水平飘移直线轨道(23)的入口上面有一条细长的带较少正电荷的直的金属条(25)，入口下面有一条同样细长的带较多正电荷的部份弯曲的金属条(25’)，它们将电离度为的μ的高电荷离子压入高电荷离子水平飘移直线轨道(23)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)中发射腔(d’)和反射腔(d”)的结构和作用与较低速面电子流横向来回碰撞单电离区(a)和较高速面电子流横向来回碰撞多电离区(b)中的发射腔(a’、b’)和反射腔(a”、b”)的结构 和作用相同，只是更宽，所加电压更大、略大于恰能将选定的电离度为μ的高电荷离子(17)激发到某激光能级上所需电压。这个某激光能级的值需经过准确的理论计算，如经过加Breit修正和QED修正的全相对论多组态自洽场方法计算，并经过实验验证才能确定。
面电子流速度选择器(33)由三组结构相同的平行带电金属板(33)组成。每一组有四对带等量异号电荷的平行金属板(33)。第一对和第四对上板带负电、下板带正电，第二对和第三对上板带正电、下板带负电。第一组位于发射腔(d’)和一个高电荷离子水平飘移直线轨道(23’)间，第二组位于两高电荷离子水平飘移直线轨道(23，23’)间，第三组位于另一高电荷离子水平飘移直线轨道(23)和反射腔(d”)之间。在每一组中的四对带等量异号电荷的平行金属板间电子的运动情况和低电荷离子(14’)在电荷静电分离器(c)中运动的情况相同。如果从通电热阴极(31)中发射出的电子(30)在穿过两高电荷离子水平飘移直线轨道(23，23’)的高电荷离子束(17)时，没有和电离度为μ的高电荷离子发生碰撞，它将在发射腔(d’)和反射腔(d”)之间不停地来回运动，直到碰上电离度为μ的高电荷离子、使电离度为μ的高电荷离子激发到选定的某激光能级上、自己的动能几乎减小成零而被正极板吸收为止。如此可保证碰上电离度为μ的高电荷离子的每个电子(30)都具有恰能将电离度为μ的高电荷离子(17)激发到某激光能级上去的确定动能，所有的电子(30)动能都能几乎全部转化为电离度为μ的高电荷离子(17)的激发能，然后经过自发辐射转化为辐射出去的激光(29)的光能。这样的激发方式较一般的纵向激发方式的能量转化效率高得多。
在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)的两高电荷离子水平飘移直线轨道(23，23’)的后边延长线上，有一个固定在底板上的全反射镜(34)，在前面延长线上有一个可以在底板上前后细微移动的半反射镜(35)，前后 两镜(34、35)构成一个光学共振腔。细微调节前面半反射镜(35)的位置可选择共振波长。在后面 转向磁铁(24)的两旁下面各有一条和 
转向磁铁(24)光滑接触的与激发环(C)高电荷离子水平飘移直线轨道(23、23’)平行的固定在底板上的带齿钢条(36)。后面的 
转向磁铁(24)可在这两固定带齿钢条(36)间顺着带齿钢条(36)在小型电动机(37)的带动下前后细微移动，以改变电离度为μ的高电荷离子束直线轨道的长度。用此方法可以研究电离度为μ的高电荷离子束辐射的各种波长光线的强度和电离度为μ的高电荷离子束(17)直线轨道长度的函数关系，据此可以确定辐射光线的相干性和激光波长。这是一种较普遍的实验方法。
如果电离度为μ的高电荷离子束(17)的强度足够大，激发用的高速面电子流(30)的功率也足够大，则能发射出的激光(29)的功率也就会足够大。根据激光的波长和功率的不同，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。
在图3和图4中的较低速面电子流横向来回碰撞单电荷离子束注入段(A)和整个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位于中间的扁长方体大电离箱(38)中，整个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)安装在另一个密封的抽成真空的固定连结在扁长方体大电离箱(38)上面的扁长方体大激发箱(39)中。
在图5中的电离和激发所需的动力、电器、真空等附属设备都安装在位于扁长方体大电离箱(38)下面的可装卸的扁长方体大附件箱(40)中。扁长方体大附件箱(40)是装在汽车上的。在扁长方体大电离箱(38)下面和汽车底架(41)间装有一个油压伸缩杆(42)，在扁长方体大附件箱(40)外面后上角装一个转轴(43)，在扁长方体大电离箱(38)外面后下角装一个轴承(43’)，使转轴(43)通过轴承(43’)， 使扁长方体大电离箱(38)和扁长方体大激发箱(39)能绕此转轴上下自由转动。在扁长方体大附件箱(40)外底面装一个转盘(44)、在扁长方体大附件箱(40)中底面后下角装一个电动机(46)，在汽车车箱地板(41’)上装两个固定的刻有齿轮的半圆形卡槽(45)，电动机(46)的齿轮(47)和半圆形卡槽(45)的齿轮齿合衔接，半圆形卡槽(45)恰能将转盘(44)卡住，使其能用装在扁长方体大附件箱(40)中底面后下角的电动机(46)通过齿轮(47)带动转盘(44)左右转动。
Claims (10)
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：它由一个包含较低速面电子流横向来回碰撞单电离区(a)的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)相连接的包含一个较高速面电子流横向来回反复碰撞低电荷离子多电离区(b)、一个电荷静电分离器(c)、一个低电荷离子返回通道(21)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)相连接的包含一个高速面电子流横向来回碰撞高电荷离子激发区(d、d’)、一个面电子流静电速度选择器(33)、一个光学共振腔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。
2.根据权利要求1所述的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：所述较低速面电子流横向来回碰撞单电荷离子束注入段(A)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(B)的左边，它由一个装有高频感应加热电路的高温原子炉(1)、一个与高温原子炉(1)的宽大 高小的小长方形炉口(2)相连接的加有略大于原子电离电位电压的较低速面电子流横向来回碰撞单电离区(a)、一个与较低速面电子流横向来回碰撞单电离区(a)相连接的加有一定电压的外面套有一个截面稍大的长方形通电导向螺线管(5’)的由11个比离子束(3)横截面稍大的平行长方形金属框(11)和高电阻(12)相间串联而成的梯度离子加速管(5)、一个与梯度离子加速管(5)连接的由上下两级90°偏转磁铁(6)和左右两带正电荷的金属条(7、7’)组成的单电荷离子束(4)输出输入通道(6、7、7’)构成，单电荷离子束(4)输出输入通道(6、7、7’)的末端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)中的电磁速度选择器(13)后端的入口相连。
3.根据权利要求1所述的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：所述较低速面电子流横向来回碰撞单电荷离子束注入段(A)的较低速面电子流横向来回碰撞单电离区(a)由一个表面涂有Ba0材料的宽度略大于原子束(3)厚度的处于原子束左侧的由细长钨片作成的通电热阴极(8)、一个与通电热阴极(8)平行相邻的由若干个面积略大于通电热阴极(8)面积的平行扁长方形金属框(8’)和高电阻(9)相间串联而成的发射腔(a’)和位于原子束(3)右侧与发射腔(a’)结构相同的位置对称的反射腔(a”)组成，发射腔(a’)两端所加的电压略大于原子的电离电位、方向向右，反射腔(a”)两端所加的电压和发射腔(a’)两端所加的电压大小相等、方向相反，在发射腔(a’)和反射腔(a”)外各套有一个横截面比发射腔(a’)和反射腔(a”)横截面稍大的扁长方形通电导向螺线管(10、10’)。
4.根据权利要求1所述的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：所述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)由一个由上下一对永久磁铁和左右一对带等量异号电荷的平行金属板组成的电磁速度选择器(13)、一个较高速面电子流横向来回反复碰撞多电离区(b)、一个通电导向聚焦螺线管(15)、一个电荷静电分离器(c)、一个180°转向磁铁(20)、一个套有截面比平行混和离子束(22、22’)截面稍大的扁长方形通电导向螺线管(21’)的低电荷离子返回通道(21)和另一个180°转向磁铁(20’)相继串联而成，较高速面电子流横向来回碰撞多电离区(b)和较低速面电子流横向来回碰撞单电离区(a)的结构相同，在发射腔(b’)和反射腔(b”)外各套有一个截面比发射腔(b’)和反射腔(b”)横截面稍大的扁长方形通电导向螺线管(15’、15”)，在转向磁铁(20、20’)的空隙中给混合离子束(22、22’)也套有一个横截面比混合离子束(22、22’)的横截面稍大的通电导向螺线管(26、26’)。
5.根据权利要求1所述的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：所述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)的电荷静电分离器(c)由四对相继排列的相互绝缘的带等量异号电荷的平行金属板(16)组成，第一对和第四对左板带负电、右板带正电，第二对和第三对左板带正电、右板带负电，第三对的两板间距较小，第四对的两板间距更小，各对板间的电场强度相等。
6.根据权利要求1所述的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：所述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)由一个由前后两对180°转向磁铁(24、24’)和其间的两平行高电荷离子水平飘移直线轨道(23、23’)构成的扁跑道形环路、一个位于高电荷离子水平飘移直线轨道(23、23’)左右两侧的高速面电子流横向来回碰撞激发区(d、d’)、一个位于高速面电子流(30)横向来回碰撞激发区(d、d’)中间和高电荷离子水平飘移直线轨道(23、23’)左中右的面电子流静电速度选择器(33)、一个由位于高电荷离子水平飘移直线轨道(23、23’)延长线上前后的由一个全反射镜(34)和一个半反射透镜(35)组成的光学共振腔构成，它(C)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(B)的上边，在高电荷离子水平飘移直线轨道(23)的下面，有一个由一对 
转向磁铁(19)、一条位于高电荷离子束(17)上边的和 
转向磁铁(19)衔接的细长的带较少正电荷的直的金属条(25)、一条位于高电荷离子束下边的和 
转向磁铁(19)衔接的同样细长的带较多正电荷的部份弯曲的金属条(25’)组成的高电荷离子束输出输入通道(19、25)，将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)的出口(18)和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)的入口(25)相连。
7.根据权利要求1所述的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：所述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)的高速面电子流横向来回碰撞激发区(d、d’)的最左边有一条与高电荷离子水平飘移直线轨道(23、23’)平行的通电热阴极(31)、通电热阴极(31)的长度和高电荷离子水平飘移直线轨道(23、23’)长度相等、宽度略大于电离度为μ的高电荷离子束(17)的厚度，与通电热阴极(31)平行相邻的有一个发射腔(d’)，发射腔(d’)的结构与较低速面电子流横向来回碰撞单电离区(a)和较高速面电子流横向来回碰撞多电离区(b)中的发射腔(a’、b’)的结构相同，只是发射腔(d’)的宽度和通电热阴极(31)的长度相等，发射腔(d’)的厚度略大于通电热阴极(31)的宽度，发射腔(d’)两端所加的电压略大于恰能将选定的电离度为μ的高电荷离子激发到某激光能级上所需的电压，扁跑道形环路的另一侧与发射腔(d’)对称的位置上有一个与发射腔(d’)结构相同的反射腔(d”)，反射腔(d”)两端所加的电压和发射腔(d’)两端所加电压大小相等、方向相反，在发射腔(d’)和反射腔(d”)的外面也各套有一个横截面比发射腔(d’)和反射腔(d”)横截面稍大的扁长方形通电导向螺线管(32、32’)。
8.根据权利要求1所述的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：所述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)的面电子流静电速度选择器(33)由三组结构相同的带电量相同的和高电荷离子水平飘移直线轨道(23)长度相同的平行金属条组成，每一组有四对带等量异号电荷的平行金属条，每一组的第一对、第四对上板带负电、下板带正电，第二对、第三对上板带正电、下板带负电，第一组位于高速面电子流横向来回碰撞高电荷离子激发区(d)的发射腔(d’)和一个高电荷离子水平飘移直线轨道(23’)间，第二组位于两高电荷离子水平飘移直线轨道(23、23’)间，第三组位于另一高电荷离子水平飘移直线轨道(23)和高速面电子流横向来回碰撞高电荷离子激发区(d)的反射腔(d”)之间。
9.根据权利要求1所述的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：所述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)的两高电荷离子水平飘移直线轨道(23，23’)的后边延长线上，有一个固定在底板上的全反射镜(34)，在前面延长线上有一个可以在底板上前后细微移动的半反射透镜(35)，前后两镜(34、35)构成一个光学共振腔，在后面 转向磁铁(24)的两旁下边各有一根和转向磁铁(24)光滑接触的与高电荷离子水平飘移直线轨道(23、23’)平行的固定在底板上的带齿钢条(36)，在后面 转向磁铁(24)的两侧面各装有一个小型电动机(37)，在高电荷离子水平飘移直线轨道(23、23’)上下各安置有一条细长的带同样正电荷的金属条(28)，在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)的转向磁铁(24、24’)的空隙中给离子束套有一个横截面比离子束横截面稍大的半圆形通电导向螺线管(27、27’)。
10.根据权利要求1所述的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：固定连接在一起的位于下面的扁长方体大电离箱(38)和位于上面的扁长方体大激发箱(39)、以及位于扁长方体大电离箱(38)下面的扁 长方体大附件箱(40)这三个大箱可以一起装在汽车上、或飞机上、或军舰上、或实验室里，如果是装在汽车上，则可在位于扁长方体大电离箱(38)下面的中间和汽车底架(41)间装一个油压伸缩杆(42)，在扁长方体大电离箱(38)外面后下角装一个轴承(43’)，使扁长方体大电离箱(38)和扁长方体大激发箱(39)能一起绕固定在扁长方体大附件箱(40)外面后上角的转轴(43)上下自由转动，在扁长方体大电离箱(38)下面的扁长方体大附件箱(40)外底面装一个转盘(44)、在扁长方体大附件箱(40)中底面后下角边装一个电动机(46)，在汽车车箱地板(41’)上装两个固定在车箱地板(41’)上的刻有齿轮的半圆形卡槽(45)，电动机(46)的齿轮(47)和半圆形卡槽(45)上的齿轮齿合衔接，半圆形卡槽(45)恰能将转盘(44)卡住。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN 200910164613 CN102361209B (zh) | 2009-07-14 | 2009-07-14 | 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 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN 200910164613 CN102361209B (zh) | 2009-07-14 | 2009-07-14 | 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 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN102361209A CN102361209A (zh) | 2012-02-22 |
| CN102361209B true CN102361209B (zh) | 2013-08-28 |
Family
ID=45586481
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN 200910164613 Expired - Fee Related CN102361209B (zh) | 2009-07-14 | 2009-07-14 | 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 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN102361209B (zh) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN201805139U (zh) * | 2010-05-08 | 2011-04-20 | 姜仁滨 | 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 |
| CN112954877A (zh) * | 2021-01-29 | 2021-06-11 | 黄正曦 | 一种匀速直线运动电荷产生电磁能的装置及方法 |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4730334A (en) * | 1987-01-05 | 1988-03-08 | Collins George J | Ultraviolet metal ion laser |
| CN1076555A (zh) * | 1992-03-19 | 1993-09-22 | 华中理工大学 | 气体激光器的二极放电激励方法 |
| US6693944B1 (en) * | 1999-02-17 | 2004-02-17 | William F. Hug | Sputtering metal ion laser |
| CN101222111A (zh) * | 2007-12-11 | 2008-07-16 | 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 | 一种环形通道式激光腔 |
| US7619231B2 (en) * | 2007-08-30 | 2009-11-17 | National Tsing Hua University | Laser-beat-wave photocathode electron accelerator and electron radiation apparatus using the same |
-
2009
- 2009-07-14 CN CN 200910164613 patent/CN102361209B/zh not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4730334A (en) * | 1987-01-05 | 1988-03-08 | Collins George J | Ultraviolet metal ion laser |
| CN1076555A (zh) * | 1992-03-19 | 1993-09-22 | 华中理工大学 | 气体激光器的二极放电激励方法 |
| US6693944B1 (en) * | 1999-02-17 | 2004-02-17 | William F. Hug | Sputtering metal ion laser |
| US7619231B2 (en) * | 2007-08-30 | 2009-11-17 | National Tsing Hua University | Laser-beat-wave photocathode electron accelerator and electron radiation apparatus using the same |
| CN101222111A (zh) * | 2007-12-11 | 2008-07-16 | 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 | 一种环形通道式激光腔 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN102361209A (zh) | 2012-02-22 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Bethlem et al. | Trapping neutral molecules in a traveling potential well | |
| Umstadter | Review of physics and applications of relativistic plasmas driven by ultra-intense lasers | |
| ES2344193T3 (es) | Confinamiento magnetico y electrostatico de plasma en una configuracion invertida en campo. | |
| Bethlem et al. | Decelerating neutral dipolar molecules | |
| Sprangle et al. | Laser wakefield acceleration and relativistic optical guiding | |
| Bethlem et al. | Alternate gradient focusing and deceleration of a molecular beam | |
| Kemp et al. | Interaction physics of multipicosecond petawatt laser pulses with overdense plasma | |
| US8530853B2 (en) | Charged particle source from a photoionized cold atom beam | |
| CN112236833A (zh) | 冷原子束生成方法、冷原子束生成装置、原子干涉仪 | |
| CN102361209B (zh) | 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 | |
| US7755069B2 (en) | Ultra-bright pulsed electron beam with low longitudinal emittance | |
| Malka | Plasma wake accelerators: introduction and historical overview | |
| Perez et al. | A new path toward gravity experiments with antihydrogen | |
| Feng et al. | Effects of micro-structures on laser-proton acceleration | |
| CN206332326U (zh) | 并排式面电子流横向碰撞高电荷离子高能双束激光器 | |
| CN201805139U (zh) | 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 | |
| CN202121200U (zh) | 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 | |
| CN207303646U (zh) | 两面并排式面电子流横向碰撞高电荷重离子高能激光器 | |
| Winterberg | Lasers for inertial confinement fusion driven by high explosives | |
| CN211428567U (zh) | 多面交叉并排面电子流横向碰撞高电荷重离子高能激光器 | |
| Levi | Hot prospects for ultracold molecules | |
| CN211428568U (zh) | 多面并排对射面电子流横向碰撞高电荷重离子高能激光器 | |
| Kutner et al. | The laser ion source of multiply charged ions for the U‐200 LNR JINR cyclotron | |
| Wittig | Start-to-end simulations of hybrid laser-and beam-driven plasma wakefield acceleration and free electron lasers | |
| Bartal | Investigation of proton focusing and conversion efficiency for proton fast ignition |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| DD01 | Delivery of document by public notice |
Addressee: Jiang Renbin Document name: payment instructions |
|
| DD01 | Delivery of document by public notice | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20130828 |
|
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |