FR3061310A1 - Procede de formation de guide d'ondes optique, appareil de formation de guide d'ondes optique, accelerateur d'electrons, appareil d'irradiation laser a rayons x, generateur de rayons x diffuses - Google Patents
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Abstract
Dans un procédé de formation de guide d'ondes optique, un guide d'ondes optique est formé en utilisant un récipient contenant un gaz qui comporte un espace interne dans lequel un gaz ionisable polyvalent est enfermé, un dispositif d'irradiation par faisceau laser qui irradie l'espace interne avec un faisceau laser pulsé, et un circuit de décharge qui amène un courant pulsé à circuler dans le récipient contenant un gaz. Le procédé de formation de guide d'ondes optique comprend : une première étape consistant à amener le courant pulsé à circuler dans le récipient contenant un gaz en utilisant le circuit de décharge de sorte que l'espace interne entre dans un état de plasma ; une deuxième étape consistant à former un canal d'ionisation polyvalent dans l'espace interne et à amener le canal d'ionisation polyvalent à se dilater par un effet de striction inverse en irradiant l'espace interne dans l'état de plasma avec le faisceau laser pulsé en tant que faisceau laser de déclenchement provenant du dispositif d'irradiation par faisceau laser ; et une troisième étape consistant à augmenter une valeur de courant du courant pulsé circulant dans le récipient contenant un gaz à partir d'un instant avant l'irradiation ou pendant l'irradiation avec le faisceau laser de déclenchement.
Description
Titulaire(s) :
OSAKA UNIVERSITY.
O Demande(s) d’extension :
(® Mandataire(s) : REGIMBEAU.
FR 3 061 310 - A1 (54) PROCEDE DE FORMATION DE GUIDE D'ONDES OPTIQUE, APPAREIL DE FORMATION DE GUIDE D'ONDES OPTIQUE, ACCELERATEUR D'ELECTRONS, APPAREIL D'IRRADIATION LASER A RAYONS X, GENERATEUR DE RAYONS X DIFFUSES.
©) Dans un procédé de formation de guide d'ondes op- déclenchement.
tique, un guide d'ondes optique est formé en utilisant un récipient contenant un gaz qui comporte un espace interne dans lequel un gaz ionisable polyvalent est enfermé, un dispositif d'irradiation par faisceau laser qui irradie l'espace interne avec un faisceau laser pulsé, et un circuit de décharge qui amène un courant pulsé à circuler dans le récipient contenant un gaz. Le procédé de formation de guide d'ondes optique comprend: une première étape consistant à amener le courant pulsé à circuler dans le récipient contenant un gaz en utilisant le circuit de décharge de sorte que l'espace interne entre dans un état de plasma; une deuxième étape consistant à former un canal d'ionisation polyvalent dans l'espace interne et à amener le canal d'ionisation polyvalent à se dilater par un effet de striction inverse en irradiant l'espace interne dans l'état de plasma avec le faisceau laser pulsé en tant que faisceau laser de déclenchement provenant du dispositif d'irradiation par faisceau laser; et une troisième étape consistant à augmenter une valeur de courant du courant pulsé circulant dans le récipient contenant un gaz à partir d'un instant avant l'irradiation ou pendant l'irradiation avec le faisceau laser de
TITRE
PROCEDE DE FORMATION DE GUIDE D’ONDES OPTIQUE, APPAREIL DE FORMATION DE GUIDE D’ONDES OPTIQUE, ACCELERATEUR D’ELECTRONS, APPAREIL D’IRRADIATION LASER A RAYONS X, GENERATEUR DE RAYONS X DIFFUSES
DOMAINE TECHNIQUE [0001] Un aspect de l’invention concerne un procédé de formation de guide d’ondes optique, un appareil de formation de guide d’ondes optique, un accélérateur d’électrons, un appareil d’irradiation laser à rayons X, et un générateur de rayons X diffusés.
CONTEXTE [0002] En tant que procédé de formation de guide d’ondes optique dans l’art connexe, un procédé de formation d’un guide d’ondes optique en utilisant un procédé de striction longitudinale rapide est décrit, par exemple, par Tomonao Hosokai et al. dans “Optical guidance of terawatt laser puises by the implosion phase of a fast Z-pinch discharge in a gas-fïlled capillary,” OPTICS LETTERS, vol. 25, n° 1, p. 10 à 12, 1er janvier 2000. Dans le procédé de formation de guide d’ondes optique décrit dans le document, en amenant un courant pulsé à circuler dans un tube de décharge tel qu’un capillaire dans lequel de l’hélium gazeux est enfermé en utilisant un circuit de décharge rapide, le plasma généré dans le tube de décharge est contracté dans une direction radiale, par un effet de striction et un guide d’ondes optique est formé de manière transitoire dans le tube de décharge immédiatement avant la stagnation du plasma.
RESUME [0003] Dans le procédé de formation de guide d’ondes optique, un instant auquel un guide d’ondes optique est formé de manière transitoire dans le tube de décharge est basé sur un instant de début de décharge du circuit de décharge rapide. D’autre part, un temps de maintien pendant lequel le guide d’ondes optique est maintenu dans le tube de décharge est inférieur à un sautillement de commutation de décharge dans le circuit de décharge rapide. Par conséquent, lorsqu’un faisceau laser pulsé est guidé vers le guide d’ondes optique formé de manière transitoire, il n’est pas facile de synchroniser précisément le faisceau laser pulsé avec le guide d’ondes optique. Il est probable qu’il sera difficile de guider de manière fiable le faisceau laser pulsé vers le guide d’ondes optique.
[0004] Par conséquent, un objet d’un aspect de l’invention consiste à proposer un procédé de formation de guide d’ondes optique, un appareil de formation de guide d’ondes optique, un accélérateur d’électrons, un appareil d’irradiation laser à rayons X, et un générateur de rayons X diffusés qui peuvent guider de manière satisfaisante un faisceau laser pulsé vers un guide d’ondes optique qui est formé de manière transitoire.
[0005] Selon un aspect de l’invention, il est proposé un procédé de formation de guide d’ondes optique pour former un guide d’ondes optique en utilisant un récipient contenant un gaz qui comporte un espace interne dans lequel un gaz ionisable polyvalent est enfermé, un dispositif d’irradiation par faisceau laser qui irradie l’espace interne avec un faisceau laser pulsé, et un circuit de décharge qui amène un courant pulsé à circuler dans le récipient contenant un gaz, le procédé de formation de guide d’ondes optique comprenant : une première étape consistant à amener le courant pulsé à circuler dans le récipient contenant un gaz en utilisant le circuit de décharge de sorte que l’espace interne entre dans un état de plasma ; une deuxième étape consistant à former un canal d’ionisation polyvalent dans l’espace interne et à amener le canal d’ionisation polyvalent à se dilater par un effet de striction inverse en irradiant l’espace interne dans l’état de plasma avec le faisceau laser pulsé en tant que faisceau laser de déclenchement provenant du dispositif d’irradiation par faisceau laser ; et une troisième étape consistant à augmenter une valeur de courant du courant pulsé circulant dans le récipient contenant un gaz à partir d’un instant avant l’irradiation ou pendant l’irradiation avec le faisceau laser de déclenchement.
[0006] Dans le procédé de formation de guide d’ondes optique, la contraction du canal d’ionisation polyvalent par l’effet de striction est débutée après la dilatation du canal d’ionisation polyvalent par l’effet de striction inverse par l’irradiation avec le faisceau laser de déclenchement. C’est-à-dire qu’un instant auquel un guide d’ondes optique est formé de manière transitoire par la contraction du canal d’ionisation polyvalent ne dépend pas d’un instant auquel le circuit de décharge débute la décharge, mais est indépendant d’un sautillement de commutation de la décharge, et est un instant basé sur l’irradiation avec le faisceau laser de déclenchement. En conséquence, lorsqu’un faisceau laser pulsé est guidé vers le guide d’ondes optique formé de manière transitoire, il est possible de synchroniser facilement et précisément le faisceau laser pulsé avec le guide d’ondes optique. Il est possible de guider de manière satisfaisante le faisceau laser pulsé vers le guide d’ondes optique.
[0007] Dans le procédé de formation de guide d’ondes optique selon l’aspect de l’invention, la troisième étape peut comprendre la formation de manière transitoire du guide d’ondes optique dans l’espace interne après l’irradiation avec le faisceau laser de déclenchement.
[0008] Dans le procédé de formation de guide d’ondes optique selon l’aspect de l’invention, la deuxième étape peut comprendre la formation du canal d’ionisation polyvalent qui est un plasma en forme de filament entièrement ionisé par l’irradiation avec le faisceau laser de déclenchement.
[0009] Dans le procédé de formation de guide d’ondes optique selon l’aspect de l’invention, la troisième étape peut comprendre le fait d’amener le canal d’ionisation polyvalent dilaté à se contracter en utilisant un effet de striction et de former de manière transitoire le guide d’ondes optique dans l’espace interne à un instant prédéterminé après l’irradiation avec le faisceau laser de déclenchement.
[0010] Les inventeurs, par une étude minutieuse, ont trouvé qu’une forme d’onde de tension qui est appliquée au récipient contenant un gaz a un instant de pic d’augmentation lorsqu’un guide d’ondes optique est formé de manière transitoire. Par conséquent, dans le procédé de formation de guide d’ondes optique selon l’aspect de l’invention, l’instant prédéterminé peut être déterminé sur la base d’un instant de pic d’augmentation dans une forme d’onde de tension qui est appliquée au récipient contenant un gaz lorsque le guide d’ondes optique est formé de manière transitoire dans l’espace interne. Par conséquent, il est possible de déterminer précisément l’instant prédéterminé auquel un guide d’ondes optique est formé de manière transitoire. En conséquence, lorsqu’un faisceau laser pulsé est guidé vers le guide d’ondes optique formé de manière transitoire, il est possible de synchroniser plus facilement et plus précisément le faisceau laser pulsé avec le guide d’ondes optique. Il est possible de guider de manière plus satisfaisante le faisceau laser pulsé vers le guide d’ondes optique.
[0011] Dans le procédé de formation de guide d’ondes optique selon l’aspect de l’invention, l’instant prédéterminé peut être déterminé sur la base d’un type et d’une densité du gaz enfermé dans l’espace interne et de la valeur de courant du courant pulsé circulant dans le récipient contenant un gaz. Etant donné que les influences de l’effet de striction inverse et de l’effet de striction peuvent être comprises en utilisant les paramètres tels que le type et la densité du gaz et la valeur de courant du courant pulsé circulant dans le récipient contenant un gaz, il est possible de déterminer précisément l’instant prédéterminé auquel un guide d’ondes optique est formé de manière transitoire sur la base des paramètres. En conséquence, lorsqu’un faisceau laser pulsé est guidé vers le guide d’ondes optique formé de manière transitoire, il est possible de synchroniser plus facilement et plus précisément le faisceau laser pulsé avec le guide d’ondes optique. Il est possible de guider de manière plus satisfaisante le faisceau laser pulsé vers le guide d’ondes optique.
[0012] Selon un autre aspect de l’invention, il est proposé un appareil de formation de guide d’ondes optique comprenant : un récipient contenant un gaz qui comporte un espace interne dans lequel un gaz ionisable polyvalent est enfermé ; un dispositif d’irradiation par faisceau laser qui irradie l’espace interne avec un faisceau laser pulsé ; un circuit de décharge qui amène un courant pulsé à circuler dans le récipient contenant un gaz ; et un contrôleur qui commande le faisceau laser pulsé émis à partir du dispositif d’irradiation par faisceau laser et le courant pulsé circulant dans le récipient contenant un gaz par le circuit de décharge, dans lequel le contrôleur comprend une première unité de commande de courant pulsé qui amène le courant pulsé à circuler dans le récipient contenant un gaz en utilisant le circuit de décharge de sorte que l’espace interne entre dans un état de plasma, une première unité de commande d’irradiation qui forme un canal d’ionisation polyvalent dans l’espace interne et amène le canal d’ionisation polyvalent à se dilater par un effet de striction inverse en irradiant l’espace interne dans l’état de plasma avec le faisceau laser pulsé en tant que faisceau laser de déclenchement provenant du dispositif d’irradiation par faisceau laser, et une deuxième unité de commande de courant pulsé qui augmente une valeur de courant du courant pulsé circulant dans le récipient contenant un gaz à partir d’un instant avant l’irradiation ou pendant l’irradiation avec le faisceau laser de déclenchement.
[0013] Dans l’appareil de formation de guide d’ondes optique, de manière similaire au procédé de formation de guide d’ondes optique, un instant auquel un guide d’ondes optique est formé de manière transitoire par contraction du canal d’ionisation polyvalent ne dépend pas d’un instant auquel le circuit de décharge débute une décharge, mais est indépendant d’un sautillement de commutation de la décharge, et est un instant basé sur l’irradiation avec le faisceau laser de déclenchement. En conséquence, lorsqu’un faisceau laser pulsé est guidé vers le guide d’ondes optique formé de manière transitoire, il est possible de synchroniser facilement et précisément le faisceau laser pulsé avec le guide d’ondes optique. Il est possible de guider de manière satisfaisante le faisceau laser pulsé vers le guide d’ondes optique.
[0014] Dans l’appareil de formation de guide d’ondes optique selon l’aspect de l’invention, la deuxième unité de commande de courant pulsé peut former de manière transitoire le guide d’ondes optique dans l’espace interne après l’irradiation avec le faisceau laser de déclenchement.
[0015] La première unité de commande d’irradiation peut former le canal d’ionisation polyvalent qui est un plasma en forme de filament entièrement ionisé par l’irradiation avec le faisceau laser de déclenchement.
[0016] Dans l’appareil de formation de guide d’ondes optique selon l’aspect de l’invention, la deuxième unité de commande de courant pulsé peut amener le canal d’ionisation polyvalent dilaté à se contracter en utilisant un effet de striction et former de manière transitoire le guide d’ondes optique dans l’espace interne à un instant prédéterminé après l’irradiation avec le faisceau laser de déclenchement.
[0017] Selon un autre aspect de l’invention, il est proposé un accélérateur d’électrons comprenant l’appareil de formation de guide d’ondes optique, dans lequel le contrôleur comprend en outre une deuxième unité de commande d’irradiation qui guide un faisceau laser principal vers le guide d’ondes optique formé de manière transitoire dans l’espace interne et génère un champ de sillage laser pour accélérer un faisceau d’électrons dans l’espace interne en irradiant l’espace interne avec le faisceau laser pulsé en tant que faisceau laser principal provenant du dispositif d’irradiation par faisceau laser après l’irradiation avec le faisceau laser de déclenchement.
[0018] Etant donné que l’accélérateur d’électrons comprend l’appareil de formation de guide d’ondes optique, l’accélérateur d’électrons peut guider de manière satisfaisante un faisceau laser principal pour générer un champ de sillage laser vers le guide d’ondes optique formé de manière transitoire. Dans l’accélérateur d’électrons, étant donné qu’un faisceau laser de déclenchement et un faisceau laser principal se propagent dans le même trajet optique, il n’est pas nécessaire d’effectuer l’alignement du faisceau laser principal avec le guide d’ondes optique.
[0019] Selon un autre aspect de l’invention, il est proposé un appareil d’irradiation laser à rayons X comprenant l’appareil de formation de guide d’ondes optique, dans lequel le contrôleur comprend en outre une troisième unité de commande d’irradiation qui guide un faisceau laser principal vers le guide d’ondes optique formé de manière transitoire dans l’espace interne et forme un état distribué de manière inverse dans lequel un faisceau laser à rayons X est mis en oscillation dans l’espace interne en irradiant l’espace interne avec le faisceau laser pulsé en tant que faisceau laser principal provenant du dispositif d’irradiation par faisceau laser après l’irradiation avec le faisceau laser de déclenchement.
[0020] Etant donné que l’appareil d’irradiation laser à rayons X comprend l’appareil de formation de guide d’ondes optique, l’appareil d’irradiation laser à rayons X peut guider de manière satisfaisante un faisceau laser principal pour former un état distribué de manière inverse vers le guide d’ondes optique formé de manière transitoire. Dans l’appareil d’irradiation laser à rayons X, étant donné qu’un faisceau laser de déclenchement et un faisceau laser principal se propagent dans le même trajet optique, il n’est pas nécessaire d’effectuer l’alignement du faisceau laser principal avec le guide d’ondes optique.
[0021] Selon un autre aspect de l’invention, il est proposé un générateur de rayons X diffusés comprenant : l’appareil de formation de guide d’ondes optique ; et une source de faisceau d’électrons qui irradie l’espace interne avec un faisceau d’électrons afin qu’il entre en collision avec le faisceau laser pulsé provenant du dispositif d’irradiation par faisceau laser, dans lequel le contrôleur comprend en outre une quatrième unité de commande d’irradiation qui génère des rayons X diffusés dans le guide d’ondes optique formé de manière transitoire dans l’espace interne par diffusion Compton en irradiant l’espace interne avec le faisceau laser pulsé en tant que faisceau laser principal provenant du dispositif d’irradiation par faisceau laser après l’irradiation avec le faisceau laser de déclenchement et en irradiant l’espace interne avec le faisceau d’électrons provenant de la source de faisceau d’électrons.
[0022] Etant donné que le générateur de rayons X diffusés comprend l’appareil de formation de guide d’ondes optique, le générateur de rayons X diffusés peut guider de manière satisfaisante un faisceau laser principal et un faisceau d’électrons pour générer des rayons X diffusés par diffusion Compton vers le guide d’ondes optique formé de manière transitoire. Dans le générateur de rayons X diffusés, étant donné qu’un faisceau laser de déclenchement et un faisceau laser principal se propagent dans le même trajet optique, il n’est pas nécessaire d’effectuer l’alignement du faisceau laser principal avec le guide d’ondes optique.
BREVE DESCRIPTION DES DESSINS [0023] La figure 1 est un schéma illustrant une configuration d’un accélérateur d’électrons selon un premier mode de réalisation ;
[0024] la figure 2A est un graphe illustrant un courant pulsé de décharge préliminaire et un courant pulsé de décharge principale ;
[0025] la figure 2B est un graphe illustrant une distribution de densité d’électrons dans un espace interne d’un tube de décharge à un instant auquel un guide d’ondes optique est formé ;
[0026] la figure 3 est un organigramme illustrant un procédé d’accélération d’électrons comprenant un procédé de formation de guide d’ondes optique selon le premier mode de réalisation ;
[0027] la figure 4 est un graphe illustrant les changements d’un courant pulsé, d’une tension qui est appliquée à un tube de décharge, et d’un rayon d’un canal d’ionisation polyvalent par rapport au temps ;
[0028] la figure 5 est un schéma illustrant une configuration d’un appareil d’irradiation laser à rayons X mous selon un deuxième mode de réalisation ; et [0029] la figure 6 est un schéma illustrant une configuration d’un générateur de rayons X diffusés selon un troisième mode de réalisation.
DESCRIPTION DETAILLEE [0030] Ci-après, des modes de réalisation d’un aspect de l’invention vont être décrits en détail avec référence aux dessins joints. Dans la description qui suit, les éléments identiques ou correspondants seront référencés par les mêmes symboles de référence et leur description ne sera pas répétée.
[0031] [Premier mode de réalisation] La figure 1 est un schéma illustrant une configuration d’un accélérateur d’électrons 100 comprenant un appareil de formation de guide d’ondes optique 1. L’accélérateur d’électrons 100 illustré sur la figure 1 est un accélérateur d’électrons à plasma commandé par laser qui excite un champ de sillage laser (un champ électrique) avec une ultra-haute intensité dans le plasma en utilisant un faisceau laser pulsé condensé avec une haute intensité et accélère un faisceau d’électrons jusqu’à une ultra—haute énergie de l’ordre des giga-électronvolts en utilisant le champ de sillage laser. L’accélérateur d’électrons 100 comprend un appareil de formation de guide d’ondes optique 1 qui forme un guide d’ondes optique dans lequel un faisceau laser pulsé peut se propager sur une longue distance (par exemple, 10 cm) dans un état condensé. L’accélérateur d’électrons 100 comprend un tube de décharge 10, un dispositif d’irradiation par faisceau laser 20, un circuit de décharge 30, un contrôleur 40 et un dispositif de mesure de forme d’onde de tension 50.
[0032] Le tube de décharge 10 est, par exemple, un tube circulaire qui est constitué de verre, de céramique, ou similaire. Le tube de décharge 10 comporte un espace interne Z dans lequel un gaz ionisable polyvalent est enfermé. Le tube de décharge 10 constitue un récipient contenant un gaz. Le diamètre intérieur du tube de décharge 10 n’est pas particulièrement limité et peut être, par exemple, supérieur à 1 mm. Des exemples du gaz comprennent l’argon gazeux et l’hélium gazeux. Une électrode négative 10a et une électrode positive
10b comportant un trou traversant sont disposées coaxialement aux deux extrémités du tube de décharge 10. L’électrode négative 10a et l’électrode positive 10b sont connectées électriquement au circuit de décharge 30. Le tube de décharge 10 est disposé dans un récipient sous vide 60.
[0033] Le dispositif d’irradiation par faisceau laser 20 condense et irradie l’espace interne Z avec un faisceau laser pulsé en tant que faisceau laser de déclenchement Ll. Le dispositif d’irradiation par faisceau laser 20 condense et irradie l’espace interne Z avec un faisceau laser pulsé en tant que faisceau laser principal L2. Par exemple, le faisceau laser pulsé est un faisceau laser proche infrarouge. Le dispositif d’irradiation par faisceau laser 20 comprend une source de faisceau laser 21, une lentille de condensation 22, et un miroir 23. Dans le dispositif d’irradiation par faisceau laser 20, un faisceau laser pulsé émis à partir de la source de faisceau laser 21 est condensé par la lentille de condensation 22, est réfléchi par le miroir 23, se propage dans une direction axiale du tube de décharge 10, et entre dans l’espace interne Z à partir de l’électrode négative 10a du tube de décharge 10. Ici, le dispositif d’irradiation par faisceau laser 20 applique un faisceau laser pulsé à une position d’un centre axial du tube de décharge 10 dans l’espace interne Z dans la direction axiale.
[0034] Le circuit de décharge 30 est un circuit qui amène un courant pulsé à circuler dans le tube de décharge 10. Le circuit de décharge 30 est logé dans un boîtier d’alimentation 70. Le circuit de décharge 30 comprend un circuit de décharge préliminaire 31 qui amène un courant pulsé de décharge préliminaire à circuler dans le tube de décharge 10 et un circuit de décharge principale 32 qui amène un courant pulsé de décharge principale à circuler dans le tube de décharge 10 en plus du courant pulsé de décharge préliminaire.
[0035] La figure 2A est un graphe illustrant un courant pulsé de décharge préliminaire II et un courant pulsé de décharge principale 12. La valeur de courant du courant pulsé de décharge préliminaire II va, par exemple, de plusieurs ampères à dix ampères et est de dix ampères dans le présent exemple. La valeur de courant du courant pulsé de décharge principale 12 est, par exemple, égale ou inférieure à plusieurs kilo ampères et est de 5 kilo ampères dans le présent exemple. Comme illustré sur la figure 2A, le courant pulsé de décharge préliminaire II a une montée et une descente plus lentes que le courant pulsé de décharge principale 12 et un faible pic qui est maintenu pendant une longue période de temps. Le courant pulsé de décharge principale 12 a une montée et une descente plus rapides et un pic plus élevé que le courant pulsé de décharge préliminaire II.
[0036] Comme illustré sur les figures 1 et 2A, le circuit de décharge préliminaire 31 comprend un transformateur d’impulsion de décharge préliminaire 31a. Comme illustré sur les dessins, un côté primaire du circuit de décharge préliminaire 31 comprend une source de puissance continue variable 31b, une résistance 31c, un condensateur 31d, et un transistor bipolaire à grille isolée (IGBT) 31e. Un côté secondaire du circuit de décharge préliminaire 31 comprend une résistance 31f et un condensateur 31g. Le côté secondaire du circuit de décharge préliminaire 31 est connecté à une borne d’électrode positive 33, à une borne d’électrode positive de décharge par étincelles 34 et à une première borne d’électrode négative 35. La borne d’électrode positive 33 est connectée à l’électrode positive 10b du tube de décharge 10. La borne d’électrode positive de décharge par étincelles 34 est connectée à une électrode aiguille 10c disposée dans le voisinage de l’électrode négative 10a du tube de décharge 10. La première borne d’électrode négative 35 est connectée à l’électrode négative 10a du tube de décharge et est mise à la masse.
[0037] Le circuit de décharge préliminaire 31 amène le courant pulsé de décharge préliminaire II à circuler dans le tube de décharge 10 de sorte que l’espace interne Z du tube de décharge 10 entre dans un état de plasma sur la base d’une commande provenant du contrôleur 40. Spécifiquement, lorsqu’un déclencheur de début de décharge est appliqué à l’IGBT 31e à partir du contrôleur 40, le circuit de décharge préliminaire 31 amène un courant pulsé à circuler dans l’électrode positive 10b et amène l’électrode aiguille 10c, en réponse à l’application, à effectuer une décharge par étincelles. Le circuit de décharge préliminaire 31 amène ensuite le courant pulsé de décharge préliminaire II à circuler dans l’électrode négative 10a, amène l’électrode positive 10b à débuter une décharge préliminaire, et ionise préliminairement le gaz dans l’espace interne Z du tube de décharge 10 (forme un état de plasma). Par exemple, un sautillement de commutation de 10 ns ou moins est présent entre l’application du déclencheur de début de décharge et la montée du courant pulsé de décharge préliminaire II (voir la figure 2A). Le rayonnement, tel que les rayons ultraviolets qui sont générés par la décharge par étincelles, est appliqué au gaz dans l’espace interne Z du tube de décharge 10 et ainsi le courant pulsé de décharge préliminaire II peut être autorisé à circuler facilement dans le tube de décharge 10.
[0038] Le circuit de décharge principale 32 comprend un transformateur d’impulsion de décharge principale 32a. Comme illustré sur la figure 1, un côté primaire du circuit de décharge principale 32 comprend une source de puissance continue variable 32b, une résistance 32c, un condensateur 32d et un thyristor 32e. Un côté secondaire du circuit de décharge principale 32 comprend une diode 32f. Le côté secondaire du circuit de décharge principale 32 est connecté à la borne d’électrode positive 33 et à une deuxième borne d’électrode négative 36. La deuxième borne d’électrode négative 36 est connectée à l’électrode négative 10a du tube de décharge 10 et est mise à la masse.
[0039] Le circuit de décharge principale 32 amène le courant pulsé de décharge principale en plus du courant pulsé de décharge préliminaire à circuler dans le tube de décharge 10 avant que l’espace interne Z soit irradié par le faisceau laser de déclenchement L1 provenant du dispositif d’irradiation par faisceau laser 20 sur la base d’une commande provenant du contrôleur 40. De plus, le circuit de décharge principale 32 augmente la valeur de courant du courant pulsé circulant dans le tube de décharge 10 à partir d’un instant avant l’irradiation avec le faisceau laser de déclenchement Ll. Spécifiquement, lorsqu’un déclencheur de début de décharge principale est appliqué au thyristor 32e à partir du contrôleur 40 avant l’irradiation avec le faisceau laser de déclenchement Ll, le circuit de décharge principale 32 applique le courant pulsé de décharge principale à l’électrode négative 10a et à l’électrode positive 10b en réponse à l’application et débute la décharge principale.
[0040] Le contrôleur 40 comprend, par exemple, un ou plusieurs appareils informatiques. Le contrôleur 40 comprend une unité centrale (CPU) qui est un processeur et une mémoire vive (RAM) ou une mémoire morte (ROM) qui est un support d’enregistrement. Le contrôleur 40 effectue diverses commandes en lisant un programme et similaire par du matériel informatique tel que la CPU et la RAM. Le contrôleur 40 peut être connecté à une unité d’entrée telle qu’une souris ou un clavier et à une unité d’affichage telle qu’un écran.
[0041] Le contrôleur 40 commande un faisceau laser pulsé qui est appliqué à partir du dispositif d’irradiation par faisceau laser 20 et un courant pulsé qui circule dans le tube de décharge 10 à partir du circuit de décharge 30. Le contrôleur 40 comprend une unité de commande de décharge préliminaire (une première unité de commande de courant pulsé) 41, une unité de commande d’irradiation par faisceau laser de déclenchement (une première unité de commande d’irradiation) 42, une unité de commande de décharge principale (une deuxième unité de commande de courant pulsé) 43, et une unité de commande d’irradiation par faisceau laser principal (une deuxième unité de commande d’irradiation) 44.
[0042] L’unité de commande de décharge préliminaire 41 délivre un déclencheur de début de décharge à l’IGBT 31e du circuit de décharge préliminaire 31. Par conséquent, le circuit de décharge préliminaire 31 amène le courant pulsé de décharge préliminaire II à circuler dans le tube de décharge 10 de sorte que l’espace interne Z du tube de décharge 10 entre dans un état de plasma.
[0043] L’unité de commande d’irradiation par faisceau laser de déclenchement 42 commande la source de faisceau laser 21 de sorte que l’espace interne Z dans l’état de plasma soit irradié avec un faisceau laser de déclenchement Ll le long de l’axe central du tube de décharge 10. Par conséquent, un canal d’ionisation polyvalent présentant une forme cylindrique avec l’axe central en tant que direction axiale est formé dans l’espace interne Z, et le canal d’ionisation polyvalent est amené à se dilater dans la direction radiale par l’effet de striction inverse. La condition d’irradiation du faisceau laser de déclenchement Ll est une condition dans laquelle le plasma ionisé monovalent dans l’espace interne Z peut être un plasma ionisé polyvalent. La condition d’irradiation du faisceau laser de déclenchement Ll peut être déterminée sur la base du type et de la densité du gaz enfermé dans l’espace interne Z.
[0044] La formation du canal d’ionisation polyvalent et l’effet de striction inverse vont être décrits spécifiquement ci-dessous. Dans l’espace interne Z dans l’état de plasma, la température de l’axe central peut être augmentée pour former un état dans lequel la conductivité électrique de l’axe central est élevée (la résistance est faible) en appliquant le faisceau laser de déclenchement Ll le long de l’axe central du tube de décharge 10. Par conséquent, le plasma en forme de filament entièrement ionisé, c’est-à-dire, le canal d’ionisation polyvalent (un conducteur central dans l’effet de striction inverse), peut être formé instantanément sur l’axe central. En conséquence, le courant pulsé circulant dans le tube de décharge 10 est concentré instantanément sur l’axe central et l’effet de striction inverse (également appelé striction inverse) est débuté. Compte tenu de l’effet de striction inverse, le canal d’ionisation polyvalent est en outre chauffé du fait de la concentration du courant pulsé et le canal d’ionisation polyvalent se dilate dans la direction radiale.
[0045] L’unité de commande de décharge principale 43 délivre un déclencheur de début de décharge principale au thyristor 32e du circuit de décharge principale 32 à un instant prescrit après que le déclencheur de début de décharge a été délivré et avant que le faisceau laser de déclenchement Ll soit appliqué à partir du dispositif d’irradiation par faisceau laser 20. Par conséquent, la valeur de courant du courant pulsé circulant dans le tube de décharge 10 est augmentée du courant pulsé de décharge préliminaire II à une valeur de courant dans laquelle un courant pulsé de décharge principale 12 est combiné avec le courant pulsé de décharge préliminaire II. En augmentant le courant pulsé, le canal d’ionisation polyvalent dilaté est amené à se contracter par l’effet de striction et un guide d’ondes optique est formé de manière transitoire dans l’espace interne Z à un instant de formation de guide d’ondes optique qui est un instant prédéterminé auquel le faisceau laser de déclenchement L1 est appliqué à partir du dispositif d’irradiation par faisceau laser 20 pour irradier l’espace interne Z.
[0046] L’effet de striction et la formation d’un guide d’ondes optique vont être décrits spécifiquement ci-dessous. En augmentant le courant pulsé, le plasma qui a été ionisé préliminairement dans l’espace interne Z du tube de décharge 10 est chauffé davantage et une pression magnétique d’un champ magnétique 0 (une pression vers l’intérieur dans la direction radiale dans l’espace interne Z) formé par le courant pulsé est augmentée. A un instant auquel la pression du canal d’ionisation polyvalent se dilatant et la pression magnétique sont équilibrées, la dilatation du canal d’ionisation polyvalent s’arrête. En augmentant continûment le courant pulsé, le canal d’ionisation polyvalent dilaté est amené à se contracter (imploser) par l’effet de striction. Une onde impulsionnelle est amenée vers le côté avant du canal d’ionisation polyvalent qui se contracte rapidement, et un guide d’ondes optique est formé de manière transitoire dans l’espace interne Z par une interaction entre le canal d’ionisation polyvalent et l’onde impulsionnelle à un instant de formation de guide d’ondes optique (voir la figure 4) qui est un instant prédéterminé immédiatement avant que la contraction stagne et après que le faisceau laser de déclenchement L1 a irradié l’espace interne Z. Le temps de formation de guide d’ondes optique est, par exemple, égal ou inférieur à 1 ns.
[0047] La figure 2B est un graphe illustrant une distribution de densité d’électrons dans l’espace interne Z à un instant auquel un guide d’ondes optique est formé. Dans le graphe illustré sur la figure 2B, une distribution de densité d’électrons sur une surface perpendiculaire à la direction axiale du tube de décharge 10 est illustrée. Un guide d’ondes optique qui est formé de manière transitoire dans l’espace interne Z a la même fonction qu’une fibre optique.
Dans le guide d’ondes optique, la distribution de densité d’électrons dans la direction radiale a une forme concave parabolique et la distribution est maintenue uniformément dans la direction axiale. La distribution de densité d’électrons concave parabolique génère la même distribution d’indice de réfraction convexe qu’une fibre optique.
[0048] En se référant de nouveau à la figure 1, l’unité de commande d’irradiation par faisceau laser principal 44 commande la source de faisceau laser 21 de sorte que l’espace interne Z soit irradié avec un faisceau laser principal L2 provenant de la source de faisceau laser 21 dans le temps de formation de guide d’ondes optique après l’irradiation avec le courant pulsé de décharge préliminaire II. Par conséquent, le faisceau laser principal L2 se propage dans le guide d’ondes optique qui est formé de manière transitoire dans l’espace interne Z, et un champ de sillage laser pour accélérer un faisceau d’électrons est généré dans l’espace interne Z par une force pondéromotrice du faisceau laser principal L2.
[0049] Le contrôleur 40 commande une source de faisceau d’électrons 80 de sorte qu’un faisceau d’électrons E soit émis à partir de la source de faisceau d’électrons 80 dans la direction axiale du tube de décharge 10. Le faisceau d’électrons E émis à partir de la source de faisceau d’électrons 80 se propage dans la direction axiale du tube de décharge 10, traverse le miroir 23 à travers un trou formé dans le miroir 23, et entre dans l’espace interne Z à partir du côté de l’électrode négative 10a du tube de décharge 10 pour être coaxial avec le faisceau laser pulsé provenant du dispositif d’irradiation par faisceau laser 20.
[0050] Le dispositif de mesure de forme d’onde de tension 50 surveille une forme d’onde de tension qui est appliquée au tube de décharge 10. Le dispositif de mesure de forme d’onde de tension 50 est connecté entre la borne d’électrode positive 33 et la deuxième borne d’électrode négative 36. Par exemple, un oscilloscope peut être utilisé en tant que dispositif de mesure de forme d’onde de tension 50. Le dispositif de mesure de forme d’onde de tension 50 peut être configuré pour surveiller un instant de pic d’augmentation de la forme d’onde de tension qui est exprimé par une augmentation de l’impédance à l’instant d’apparition d’un canal d’ionisation polyvalent. Le contrôleur 40 peut déterminer le temps de formation de guide d’ondes optique dans lequel le canal d’ionisation polyvalent apparaît sur la base de l’instant de pic d’augmentation de la forme d’onde de tension.
[0051] Un procédé d’accélération d’un faisceau d’électrons en formant un guide d’ondes optique en utilisant l’accélérateur d’électrons 100 va être décrit ci-dessous avec référence aux figures 3 et 4.
[0052] La figure 3 est un organigramme illustrant un procédé d’accélération d’électrons comprenant un procédé de formation de guide d’ondes optique. La figure 4 est un graphe illustrant les changements d’un courant pulsé de décharge principale 12, d’une tension V qui est appliquée au tube de décharge 10, et d’un rayon R d’un canal d’ionisation polyvalent par rapport au temps. D’abord, un gaz est enfermé dans l’espace interne Z du tube de décharge 10 (étape SI). Une décharge préliminaire est débutée par le circuit de décharge préliminaire 31 du circuit de décharge 30 (étape S2). A l’étape S2, l’unité de commande de décharge préliminaire 41 du contrôleur 40 applique un déclencheur de début de décharge à l’IGBT 31e et le circuit de décharge préliminaire 31 amène le courant pulsé de décharge préliminaire II à circuler dans le tube de décharge 10. Par conséquent, l’espace interne Z entre dans un état de plasma ionisé uniformément monovalent (est ionisé préliminairement).
[0053] Une décharge principale est débutée par le circuit de décharge principale 32 du circuit de décharge 30 (étape S3). A l’étape S3, l’unité de commande de décharge principale 43 du contrôleur 40 applique un déclencheur de début de décharge principale au thyristor 32e, et le courant pulsé de décharge principale 12 en plus du courant pulsé de décharge préliminaire II est amené à circuler dans le tube de décharge 10. Par conséquent, la valeur de courant Iaii du courant pulsé circulant dans le tube de décharge 10 est augmentée dans le temps.
[0054] A l’instant tl auquel la valeur de courant du courant pulsé circulant dans le tube de décharge 10 devient une première valeur a, l’unité de commande d’irradiation par faisceau laser de déclenchement 42 du contrôleur 40 émet un faisceau laser de déclenchement L1 à partir de la source de faisceau laser 21 et irradie l’espace interne Z avec le faisceau laser de déclenchement L1 le long de l’axe central de celui-ci (étape S4). Avec l’irradiation avec le faisceau laser de déclenchement Ll, un canal d’ionisation polyvalent est formé dans l’espace interne Z (étape S5). Le canal d’ionisation polyvalent est amené à se dilater dans la direction radiale par l’effet de striction inverse (étape S6).
[0055] A l’instant t2 auquel la valeur de courant Iaii du courant pulsé qui augmente dans le temps devient une deuxième valeur β, la pression magnétique du champ magnétique Θ formé par le courant pulsé est équilibrée avec la pression du canal d’ionisation polyvalent et, ensuite, le canal d’ionisation polyvalent est amené à se contracter (étape S 7).
[0056] Dans un temps de formation de guide d’ondes optique de l’instant t3 à l’instant t5, immédiatement avant l’instant t6 auquel la contraction du canal d’ionisation polyvalent stagne et après l’irradiation avec le faisceau laser de déclenchement Ll, un guide d’ondes optique est formé de manière transitoire dans l’espace interne Z. De plus, à l’instant t4 dans le temps de formation de guide d’ondes optique, un faisceau laser principal L2 avec une haute intensité supérieure au TW (térawatt) est émis à partir de la source de faisceau laser 21 et l’espace interne Z est irradié avec le faisceau laser principal L2 le long de l’axe central de celui-ci (étape S 8). Le faisceau laser principal L2 est guidé vers le guide d’ondes optique et un champ de sillage laser est généré dans l’espace interne Z (étape S9).
[0057] Par l’unité de commande d’irradiation par faisceau laser principal 44 du contrôleur 40, un faisceau d’électrons E est émis à partir de la source de faisceau d’électrons 80 vers l’espace interne Z dans le temps de formation de guide d’ondes optique et un faisceau d’électrons E frappe le champ de sillage laser généré dans l’espace interne Z (étape S10). Le faisceau d’électrons E est accéléré par le champ de sillage laser, et est émis à partir de l’électrode positive 10b du tube de décharge 10 (étape SI 1).
[0058] Conformément au mode de réalisation mentionné ci-dessus, la contraction d’un canal d’ionisation polyvalent due à l’effet de striction est débutée après que le canal d’ionisation polyvalent a été amené à se dilater du fait de l’effet de striction inverse par l’irradiation avec le faisceau laser de déclenchement Ll. C’est-à-dire que l’instant de formation auquel un guide d’ondes optique est formé de manière transitoire par la contraction du canal d’ionisation polyvalent ne dépend pas de l’instant de début de décharge du circuit de décharge 30, mais est indépendant du sautillement de commutation de décharge, et est l’instant de formation de guide d’ondes optique correspondant à l’irradiation avec le faisceau laser de déclenchement Ll (après l’irradiation avec le faisceau laser de déclenchement Ll). Par conséquent, en irradiant l’espace interne Z avec le faisceau laser principal L2 pour générer le champ de sillage laser dans le temps de formation de guide d’ondes optique qui est un temps prédéterminé à partir de l’instant d’irradiation avec le faisceau laser de déclenchement Ll, il est possible de synchroniser facilement et précisément le faisceau laser principal L2 avec le guide d’ondes optique. Il est possible de guider de manière satisfaisante le faisceau laser principal L2 vers le guide d’ondes optique.
[0059] Conformément à ce mode de réalisation, le faisceau laser de déclenchement Ll et le faisceau laser principal L2 se propagent dans le même trajet optique. Par conséquent, il est possible de synchroniser plus précisément le faisceau laser principal L2 avec le guide d’ondes optique. Il n’est pas nécessaire d’effectuer l’alignement du faisceau laser principal L2 avec le guide d’ondes optique.
[0060] Dans ce mode de réalisation, une forme d’onde de tension qui est appliquée au tube de décharge 10 est surveillée par le dispositif de mesure de forme d’onde de tension 50. Etant donné qu’il s’avère qu’un instant de pic d’augmentation apparaît dans la forme d’onde de tension qui est appliquée au tube de décharge 10 du fait d’une augmentation de l’impédance à l’instant d’apparition du canal d’ionisation polyvalent, il est possible de déterminer précisément le temps de formation de guide d’ondes optique (le temps prédéterminé) dans lequel le canal d’ionisation polyvalent apparaît sans utiliser une caméra ou similaire en surveillant la forme d’onde de tension. Par conséquent, en déterminant le temps de formation de guide d’ondes optique à partir de l’instant de pic d’augmentation de la forme d’onde de tension à l’avance, et en appliquant le faisceau laser principal L2 dans le temps de formation de guide d’ondes optique, il est possible de synchroniser plus facilement et plus précisément le faisceau laser principal L2 avec le guide d’ondes optique et de guider de manière plus satisfaisante le faisceau laser principal L2 vers le guide d’ondes optique.
[0061] Conformément à ce mode de réalisation, les avantages fonctionnels suivants peuvent être obtenus. Etant donné qu’un tube de décharge 10 ayant un grand rayon peut être utilisé, il y a moins d’inquiétude qu’un faisceau laser pulsé vienne en contact avec le tube de décharge 10 et endommage le tube de décharge 10. Un circuit de décharge rapide (une source de puissance pulsée avec une faible inductance) n’est pas nécessaire et la structure peut être simplifiée. Le guide d’ondes optique peut permettre à un faisceau laser principal L2 qui est un faisceau laser pulsé avec une haute intensité de se propager sur une plus longue distance avec une échelle de 1/100 à 1/1000 dans l’art connexe. Il est possible de former un guide d’ondes optique avec une structure ayant un grand gradient d’indice de réfraction. Etant donné qu’une décharge préliminaire est effectuée, il est possible d’amener un courant à circuler uniformément dans le tube de décharge 10.
[0062] Dans ce mode de réalisation, les éléments autres que l’unité de commande d’irradiation par faisceau laser principal 44 du contrôleur 40 dans l’accélérateur d’électrons 100 constituent l’appareil de formation de guide d’ondes optique 1 (voir la figure 1). L’étape S2 constitue la première étape. Les étapes S4 à S6 constituent la deuxième étape. Les étapes S3, S7 et S8 constituent la troisième étape.
[0063] [Deuxième mode de réalisation] Un appareil d’irradiation laser à rayons X mous (un appareil d’irradiation laser à rayons X) selon un deuxième mode de réalisation va être décrit ci-dessous. Dans la description qui suit de ce mode de réalisation, les différences par rapport au premier mode de réalisation vont être décrites et une description répétée sera omise.
[0064] La figure 5 est un schéma illustrant une configuration d’un appareil d’irradiation laser à rayons X mous 200 comprenant l’appareil de formation de guide d’ondes optique 1. L’appareil d’irradiation laser à rayons X mous 200 est un appareil qui applique un faisceau laser à rayons X mous en commandant un laser. Dans l’appareil d’irradiation laser à rayons X mous 200, un faisceau laser pulsé qui est émis à partir d’une source de faisceau laser 21 est, par exemple, un faisceau laser infrarouge. L’appareil d’irradiation laser à rayons X mous 200 comprend un contrôleur 240 comprenant une unité de commande d’irradiation par faisceau laser principal (une troisième unité de commande d’irradiation) 244 au lieu du contrôleur 40 (voir la figure 1) en tant que configuration fonctionnelle.
[0065] L’unité de commande d’irradiation par faisceau laser principal 244 amène la source de faisceau laser 21 à irradier l’espace interne Z avec un faisceau laser principal L2 dans un temps de formation de guide d’ondes optique après l’irradiation avec un faisceau laser de déclenchement Ll. Par conséquent, de manière similaire au premier mode de réalisation, le faisceau laser principal L2 peut être guidé vers un guide d’ondes optique qui est formé de manière transitoire dans l’espace interne Z et un état distribué de manière inverse dans lequel un faisceau laser à rayons X mous est mis en oscillation peut être formé dans l’espace interne Z. En conséquence, un faisceau généré par émission spontanée est amplifié et un faisceau laser à rayons X mous est émis à partir du côté de l’électrode positive 10b du tube de décharge 10.
[0066] Dans ce mode de réalisation décrit ci-dessus, il est possible de permettre au faisceau laser principal L2 pour former l’état distribué de manière inverse de se propager dans le guide d’ondes optique qui est formé de manière transitoire. Dans ce mode de réalisation, un faisceau laser à rayons X mous peut être émis à partir du tube de décharge 10 en amenant le même type de faisceau laser à entrer dans l’espace interne Z du tube de décharge 10.
[0067] [Troisième mode de réalisation] Un générateur de rayons X diffusés selon un troisième mode de réalisation va être décrit ci-dessous. Dans la description qui suit de ce mode de réalisation, les différences par rapport au premier mode de réalisation vont être décrites et une description répétée sera omise.
[0068] La figure 6 est un schéma illustrant une configuration d’un générateur de rayons X diffusés 300 comprenant l’appareil de formation de guide d’ondes optique 1. Le générateur de rayons X diffusés 300 est un appareil qui génère des rayons X diffusés par diffusion Compton. Dans le générateur de rayons X diffusés 300, un faisceau laser pulsé émis à partir de la source de faisceau laser 21 est, par exemple, un faisceau laser visible. Le générateur de rayons X diffusés 300 comprend en outre une source de faisceau d’électrons 380 qui irradie l’espace interne Z du tube de décharge 10 avec un faisceau d’électrons E pour qu’il entre en collision avec le faisceau laser principal L2. La source de faisceau d’électrons 380 amène le faisceau d’électrons E à entrer dans l’espace interne Z à partir du côté de l’électrode positive 10b du tube de décharge 10. Le générateur de rayons X diffusés 300 comprend un contrôleur 340 comprenant une unité de commande d’irradiation par rayons X diffusés (une quatrième unité de commande d’irradiation) 344 au lieu du contrôleur 40 (voir la figure 1) en tant que configuration fonctionnelle.
[0069] L’unité de commande d’irradiation par rayons X diffusés 344 amène la source de faisceau laser 21 à irradier l’espace interne Z avec un faisceau laser principal L2 dans un temps de formation de guide d’ondes optique après que l’espace interne a été irradié par le faisceau laser de déclenchement Ll. L’unité de commande d’irradiation par rayons X diffusés 344 amène en outre la source de faisceau d’électrons 380 à irradier l’espace interne Z avec un faisceau d’électrons E. Par conséquent, de manière similaire au premier mode de réalisation, dans le guide d’ondes optique qui est formé de manière transitoire dans l’espace interne Z, le faisceau laser principal L2 et le faisceau d’électrons E sont amenés à se propager et à entrer en collision l’un avec l’autre, et ainsi des rayons X diffusés sont générés par diffusion Compton.
[0070] Dans ce mode de réalisation décrit ci-dessus, le faisceau laser principal L2 et le faisceau d’électrons E qui génèrent des rayons X diffusés par diffusion Compton peuvent être guidés de manière satisfaisante vers le guide d’ondes optique qui est formé de manière transitoire.
[0071] [Exemples modifiés] Bien que des modes de réalisation d’un aspect de l’invention aient été décrits ci-dessus, l’invention n’est pas limitée aux modes de réalisation. Par exemple, les valeurs numériques mentionnées ci-dessus peuvent comprendre des erreurs de conception, de mesure, de fabrication, ou similaire.
[0072] Dans les modes de réalisation mentionnés ci-dessus, le tube de décharge 10 est utilisé en tant que récipient contenant un gaz dans lequel un gaz est enfermé, mais le récipient contenant un gaz n’est pas limité au tube de décharge 10 et divers récipients peuvent être utilisés. De plus, le courant pulsé de décharge principale est amené à circuler dans le tube de décharge 10 pour augmenter le courant pulsé par irradiation de l’espace interne Z avec le faisceau laser de déclenchement Ll, mais le courant pulsé peut être augmenté à partir de l’instant d’irradiation avec le faisceau laser de déclenchement Ll tant qu’un canal d’ionisation polyvalent peut se contracter par l’effet de striction.
[0073] Dans les modes de réalisation mentionnés ci-dessus, l’instant de formation de guide d’ondes optique (l’instant prédéterminé) peut être déterminé (commandé) sur la base d’un type et d’une densité du gaz enfermé dans l’espace interne Z et sur la base d’une valeur de courant d’un courant pulsé circulant dans le tube de décharge 10. Il est possible de comprendre les influences de l’effet de striction inverse et de l’effet de striction en utilisant les paramètres tels que le type et la densité du gaz et la valeur de courant du courant pulsé circulant dans le récipient contenant un gaz. Par conséquent, il est possible de déterminer précisément l’instant de formation de guide d’ondes optique sur la base de ces paramètres. En appliquant le faisceau laser principal L2 dans le temps de formation de guide d’ondes optique déterminé, il est possible de synchroniser plus facilement et plus précisément le faisceau laser principal L2 avec le guide d’ondes optique et de guider de manière plus satisfaisante le faisceau laser principal L2 vers le guide d’ondes optique.
[0074] Un appareil auquel l’appareil de formation de guide d’ondes optique selon un aspect de l’invention est appliqué n’est pas limité aux appareils mentionnés ci-dessus. L’appareil de formation de guide d’ondes optique selon un aspect de l’invention peut être appliqué à divers appareils en utilisant un guide d’ondes optique et peut être appliqué, par exemple, à un microscope électronique dynamique.
[0075] Conformément à un aspect de l’invention, il est possible de guider de manière satisfaisante un faisceau laser pulsé vers un guide d’ondes optique qui est formé de manière transitoire.
Il faut comprendre que tous les aspects, avantages et caractéristiques décrits dans le présent document peuvent ne pas être nécessairement obtenus par, ou inclus dans, un quelconque exemple de mode de réalisation particulier. En effet, divers exemples ayant été décrits et illustrés dans le présent document, il devrait être évident que l’agencement et les détails d’autres exemples peuvent être modifiés. Nous revendiquons toutes les modifications et variantes entrant dans l’esprit et l’étendue du sujet revendiqué dans le présent document.
Claims (13)
- REVENDICATIONS :1. Procédé de formation de guide d’ondes optique consistant à former un guide d’ondes optique en utilisant un récipient contenant un gaz qui comporte un espace interne dans lequel un gaz ionisable polyvalent est enfermé, un dispositif d’irradiation par faisceau laser qui irradie l’espace interne avec un faisceau laser pulsé, et un circuit de décharge qui amène un courant pulsé à circuler dans le récipient contenant un gaz, le procédé de formation de guide d’ondes optique comprenant :une première étape consistant à amener le courant pulsé à circuler dans le récipient contenant un gaz en utilisant le circuit de décharge de sorte que l’espace interne entre dans un état de plasma ;une deuxième étape consistant à former un canal d’ionisation polyvalent dans l’espace interne et à amener le canal d’ionisation polyvalent à se dilater par un effet de striction inverse en irradiant l’espace interne dans l’état de plasma avec le faisceau laser pulsé en tant que faisceau laser de déclenchement provenant du dispositif d’irradiation par faisceau laser ; et une troisième étape consistant à augmenter une valeur de courant du courant pulsé circulant dans le récipient contenant un gaz avant ou pendant l’irradiation avec le faisceau laser de déclenchement.
- 2. Procédé de formation de guide d’ondes optique selon la revendication 1, dans lequel la troisième étape comprend la formation de manière transitoire du guide d’ondes optique dans l’espace interne après l’irradiation avec le faisceau laser de déclenchement.
- 3. Procédé de formation de guide d’ondes optique selon la revendication 1 ou 2, dans lequel la deuxième étape comprend la formation du30 canal d’ionisation polyvalent qui consiste en du plasma en forme de filament entièrement ionisé par l’irradiation avec le faisceau laser de déclenchement.
- 4. Procédé de formation de guide d’ondes optique selon l’une quelconque des revendications 1 à 3, dans lequel la troisième étape comprend le fait d’amener le canal d’ionisation polyvalent dilaté à se contracter en utilisant un effet de striction et de former de manière transitoire le guide d’ondes optique dans l’espace interne à un instant prédéterminé après l’irradiation avec le faisceau laser de déclenchement.
- 5. Procédé de formation de guide d’ondes optique selon la revendication 4, dans lequel l’instant prédéterminé est déterminé sur la base d’un instant de pic d’augmentation dans une forme d’onde de tension qui est appliquée au récipient contenant un gaz lorsque le guide d’ondes optique est formé de manière transitoire dans l’espace interne.
- 6. Procédé de formation de guide d’ondes optique selon la revendication 4, dans lequel l’instant prédéterminé est déterminé sur la base d’un type et d’une densité du gaz enfermé dans l’espace interne et de la valeur de courant du courant pulsé circulant dans le récipient contenant un gaz.
- 7. Appareil de formation de guide d’ondes optique comprenant :un récipient contenant un gaz qui comporte un espace interne dans lequel un gaz ionisable polyvalent est enfermé ;un dispositif d’irradiation par faisceau laser qui irradie l’espace interne avec un faisceau laser pulsé ;un circuit de décharge qui amène un courant pulsé à circuler dans le récipient contenant un gaz ; et un contrôleur qui commande le faisceau laser pulsé émis à partir du dispositif d’irradiation par faisceau laser et le courant pulsé circulant dans le récipient contenant un gaz par le circuit de décharge, dans lequel le contrôleur comprend une première unité de commande de courant pulsé qui amène le courant pulsé à circuler dans le récipient contenant un gaz en utilisant le circuit de décharge de sorte que l’espace interne entre dans un état de plasma, une première unité de commande d’irradiation qui forme un canal d’ionisation polyvalent dans l’espace interne et amène le canal d’ionisation polyvalent à se dilater par un effet de striction inverse en irradiant l’espace interne dans l’état de plasma avec le faisceau laser pulsé en tant que faisceau laser de déclenchement provenant du dispositif d’irradiation par faisceau laser, et une deuxième unité de commande de courant pulsé qui augmente une valeur de courant du courant pulsé circulant dans le récipient contenant un gaz à partir d’un instant avant l’irradiation ou pendant l’irradiation avec le faisceau laser de déclenchement.
- 8. Appareil de formation de guide d’ondes optique selon la revendication 7, dans lequel la deuxième unité de commande de courant pulsé forme de manière transitoire le guide d’ondes optique dans l’espace interne après l’irradiation avec le faisceau laser de déclenchement.
- 9. Appareil de formation de guide d’ondes optique selon la revendication 7 ou 8, dans lequel la première unité de commande d’irradiation forme le canal d’ionisation polyvalent qui est un plasma en forme de filament entièrement ionisé par l’irradiation avec le faisceau laser de déclenchement.
- 10. Appareil de formation de guide d’ondes optique selon l’une quelconque des revendications 7 à 9, dans lequel la deuxième unité de commande de courant pulsé amène le canal d’ionisation polyvalent dilaté à se contracter en utilisant un effet de striction et forme de manière transitoire le guide d’ondes optique dans l’espace interne à un instant prédéterminé après l’irradiation avec le faisceau laser de déclenchement.
- 11. Accélérateur d’électrons comprenant l’appareil de formation de guide d’ondes optique selon l’une quelconque des revendications 7 à 10, dans lequel le contrôleur comprend en outre une deuxième unité de commande d’irradiation qui guide un faisceau laser principal vers le guide d’ondes optique formé de manière transitoire dans l’espace interne et génère un champ de sillage laser pour accélérer un faisceau d’électrons dans l’espace interne en irradiant l’espace interne avec le faisceau laser pulsé en tant que faisceau laser principal provenant du dispositif d’irradiation par faisceau laser après l’irradiation avec le faisceau laser de déclenchement.
- 12. Appareil d’irradiation laser à rayons X comprenant l’appareil de formation de guide d’ondes optique selon l’une quelconque des revendications 7 à 10, dans lequel le contrôleur comprend en outre une troisième unité de commande d’irradiation qui guide un faisceau laser principal vers le guide d’ondes optique formé de manière transitoire dans l’espace interne et forme un état distribué de manière inverse dans lequel un faisceau laser à rayons X est mis en oscillation dans l’espace interne en irradiant l’espace interne avec le faisceau laser pulsé en tant que faisceau laser principal provenant du dispositif d’irradiation par faisceau laser après l’irradiation avec le faisceau laser de33 déclenchement.
- 13. Générateur de rayons X diffusés comprenant :l’appareil de formation de guide d’ondes optique selon l’une quelconque des revendications 7 à 10 ; et5 une source de faisceau d’électrons qui irradie l’espace interne avec un faisceau d’électrons pour qu’il entre en collision avec le faisceau laser pulsé provenant du dispositif d’irradiation par faisceau laser, dans lequel le contrôleur comprend en outre une quatrième unité de commande d’irradiation qui génère des rayons X diffusés dans le guide d'ondes 10 optique formé de manière transitoire dans l'espace interne par diffusionCompton en irradiant l'espace interne avec le faisceau laser pulsé en tant que faisceau laser principal provenant du dispositif d’irradiation par faisceau laser après l'irradiation avec le faisceau laser de déclenchement et en irradiant l'espace interne avec le faisceau d'électrons provenant de la source de faisceau 15 d'électrons.1/6».•S> u.i2/6
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