[发明专利]一种激光诱发脉冲原子束发生系统

说明书

本发明的目的是提供一种激光诱发脉冲原子束发生系统，它能够产生的原子束种类多，并且原子束的纯度高、束流强度大、发散度和脉冲频率可调等特点。它包括聚焦透镜、镜面靶、激光靶、直流高压电源、角向镜架，Z向线性位移台、激光靶支撑架，抽气接口和真空室。本发明的有益效果在于：用激光轰击材料表面等离子体，等离子体中的正离子在加速电场作用下加速向同种材料构成的凹镜运动，这些正离子轰击材料表面发生自溅射，从而产生原子束。脉冲原子束的频率与激光脉冲的频率相同。这种原子束发生系统能够产生多种脉冲原子束，并且原子束具有纯度高，原子束流强度和发散度可调节，脉冲频率可调等特点。

技术领域

本发明属于原子束生成技术领域，具体涉及一种激光诱发脉冲原子束发生系统。

背景技术

在原子束中，原子作准直性很好的定向运动，它们之间的相互作用可以忽略，因此可以认为束流是运动着的孤立原子的集合，可以用来研究原子本身的性质和原子与其他粒子的相互作用。原子束与材料表面相互作用，可以在材料表面形成一层具有特殊功能的膜，或者改变材料表面原子或分子的晶体结构，从而改变材料表面的物理、化学等性质。用原子束轰击材料还可以研究材料的物理和化学溅射过程。在受控核聚变研究中，向等离子体中注入微量杂质原子可以诱发各种各样的等离子体现象，根据这些现象可以开展多方面的等离子体行为研究。可见，原子束在原子和分子的性质、原子同其他物质或粒子的相互作用、材料表面改性和镀膜、受控核聚变等研究和生产领域中有广泛的应用。

为了产生原子束，实验室中一般使用真空罐加热某局部原子材料，或在改装的高温真空炉中加热原子材料。这些产生原子束的设备由于未作专门设计，因此一种装置只能产生一种原子束，对于熔点高难以气化的材料产生原子束较为困难，并且存在着原子束所含物质原子纯度不高，工作不稳定等缺陷。

发明内容

本发明的目的是提供一种激光诱发脉冲原子束发生系统，它能够产生的原子束种类多，并且原子束的纯度高、束流强度大、发散度和脉冲频率可调等特点。

本发明的技术方案如下：一种激光诱发脉冲原子束发生系统，它包括聚焦透镜、镜面靶、激光靶、直流高压电源、角向镜架，Z向线性位移台、激光靶支撑架，抽气接口和真空室。

所述的真空室包括真空室底板，真空室侧壁和腔体盖板，真空室底板的四周连接真空室侧壁，真空室侧壁顶端盖有腔体盖板。

所述的腔体盖板上开有观察窗口，腔体盖板上安装有盖板提手。

所述的真空室侧壁的两个相对的侧面一个设有激光窗口，另一个侧面设有装置接口法兰。

所述的真空室底板上开有抽气接口。

所述的真空室底板上设有XY向线性位移台，XY向线性位移台上设有Z向线性位移台，Z向线性位移台上安装有角向镜架，角向镜架上安装镜面靶，真空室底板上设有激光靶支撑架，激光靶支撑架设有激光靶，镜面靶和激光靶分别连接直流高压电源的负极和正极。

所述的在真空室外还设置有聚焦透镜，聚焦透镜、镜面靶和激光靶处于同一条直线上。

所述的镜面靶和激光靶使用相同材料。

所述的镜面靶的表面呈凹面状。

本发明的有益效果在于：用激光轰击材料表面等离子体，等离子体中的正离子在加速电场作用下加速向同种材料构成的凹镜运动，这些正离子轰击材料表面发生自溅射，从而产生原子束。脉冲原子束的频率与激光脉冲的频率相同。这种原子束发生系统能够产生多种脉冲原子束，并且原子束具有纯度高，原子束流强度和发散度可调节，脉冲频率可调等特点。

附图说明

图1为本发明所提供的一种激光诱发脉冲原子束发生系统原理图；

图2为本发明所提供的一种激光诱发脉冲原子束发生系统结构图。