[实用新型]并排式面电子流横向碰撞高电荷离子高能双束激光器

摘要

并排式面电子流横向碰撞高电荷离子高能双束激光器，它由一个包含有未电离原子返回通道(1’、1”)的较低速并排式面电子流横向碰撞单电荷离子束注入段(A)、一个通过较低速并排式面电子流横向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’)和较低速并排式面电子流横向碰撞单电荷离子束注入段(A)相连接的包含有低电荷离子返回通道(21)的扁跑道形较高速并排式面电子流横向碰撞高电荷离子电离环(B)，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。

主权项

并排式面电子流横向碰撞高电荷离子高能双束激光器，其特征是：它由一个包含有未电离原子返回通道(1’、1”)的较低速并排式面电子流横向碰撞单电荷离子束注入段(A)、一个通过较低速并排式面电子流横向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’)和较低速并排式面电子流横向碰撞单电荷离子束注入段(A)相连接的包含有低电荷离子返回通道(21)的扁跑道形较高速并排式面电子流横向碰撞高电荷离子电离环(B)、一个通过扁跑道形较高速并排式面电子流横向碰撞高电荷离子电离环(B)中低电荷离子返回通道(21)的高电荷离子束输出输入通道和扁跑道形较高速并排式面电子流横向碰撞高电荷离子电离环(B)中低电荷离子返回通道的高电荷离子束输出输入通道相连接的扁跑道形高速并排式面电子流横向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，较低速并排式面电子流横向碰撞单电荷离子注入段(A)和扁跑道形较高速并排式面电子流横向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，扁跑道形高速并排式面电子流横向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，所述较低速并排式面电子流横向碰撞单电荷离子束注入段(A)位于扁跑道形较高速并排式面电子流横向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)的高大宽小的小长方形炉口(2)相连接的加有略大于原子电离电位电压的较低速并排式面电子流横向碰撞单电离区(a)、一个与较低速并排式面电子流横向碰撞单电离区(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50‑100个比离子束(4)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)、由左右两带正电荷金属条(7、7’)组成的单电荷离子束(4)输出输入通道(6、7、7’)和一个起端联接在单电荷离子束(4)输出输入通道(6、7、7’)的弯曲处并与单电荷离子束(4)输出输入通道(6、7、7’)在同一直线上的末端装在高压气体压缩机(1”)左端的未电离原子反回通道(1’)构成，高压气体压缩机(1”)的右端固定装在高温原子炉(1)的左侧，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并排式面电子流横向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，所述较低速并排式面电子流横向碰撞单电荷离子束注入段(A)的较低速并排式面电子流横向碰撞单电离区(a)由2‑20个并排放置发射腔(a’)和2‑20个并排放置反射腔(a”)组成，发射腔(a’)由表面涂有BaO材料的宽度略大于原子束(3)横截面高度的处于原子束左侧的由细长钨片作成的通电热阴极(8)和一个与通电热阴极(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)相间串联而成的梯度电子加速减速腔组成，反射腔(a”)和发射腔(a’)结构相同、位置对称，但反射腔(a”)没有通电热阴极(8)，各个发射腔(a’)和各个反射腔(a”)中间的高电荷离子束外套有一个很短的通电导向螺线管(a”’)，通电导向螺线管(a”’)的宽度和发射腔(a’)和反射腔(a”)的宽度之比为1∶10‑1∶5，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”)两端所加的电压比发射腔(a’)两端所加的电压大5％‑10％、方向相反，在各个发射腔(a’)和各个反射腔(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’)，所述扁跑道形较高速并排式面电子流横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)、一个较高速并排式面电子流横向反复碰撞多电离区(b)、一个通电导向聚焦螺线管(15)、一对180°转向磁铁(20)、一对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)和另一对180°转向磁铁(20’)相继串联而成，在低电荷离子返回通道(21)的中间内侧装有一个高电荷离子束输出输入通道，高电荷离子束输出输入通道由装在低电荷离子返回通道(21)内部中间内侧的一个带正电的4分之1圆弧形的宽度为高电荷离子束截面宽度的铜片或银片或金片和装在低电荷离子返回通道(21)上面和4分之1圆弧形铜片或银片或金片上面两侧的一对转向磁铁(19)组成，在4分之1圆弧形铜片或银片或金片的中心装有一根外面包有绝缘层的带负电的铜柱或银柱或金柱；高电荷离子束输出输入通道也可由下端装在低电荷离子返回通道(21)内部中间内侧、上部装在它上面的扁跑道形高速并排式面电子流横向碰撞高电荷离子激发环(C)中左边高电荷离子水平飘移直线轨道(23)下沿的宽度较高电荷离子束横截面宽度稍宽、半径差比较高电荷离子束横截面高度稍大的两同心半圆形铜片或银片或金片(19’)组成，半径较大的同心半圆形铜片或银片或金片带正电，半径较小的同心半圆形铜片或银片或金片带等量负电，正负电荷在两同心半圆形铜片或银片或金片间形成一辐射状电场，在两同心半圆形铜片或银片或金片(19’)外套有一个通电导流线圈(19”)，低电荷离子返回通道(21)内侧的高电荷离子束(17)经电偏转和磁偏转后恰能进入上面的扁跑道形高速并排式面电子流横向碰撞高电荷离子激发环(C)中的高电荷离子水平飘移直线轨道(23)中，较高速并排式面电子流横向碰撞多电离区(b)由处于原子束左侧的80‑100个并排放置的发射腔(b’)和位于原子束(3)右侧的80‑100个并排放置的反射腔(b”)组成，发射腔(b’)由表面涂有BaO材料的宽度略大于原子束(3)厚度的由细长钨片作成的通电热阴极(8)和一个与通电热阴极(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)相间串联而成的梯度电子加速减速腔组成，反射腔(b”)与发射腔(b’)结构相同、位置对称，但反射腔(b”)没有通电热阴极(8)，在各个发射腔(b’)和各个反射腔(b”)之间的高电荷离子束外套有一个很短的通电导向螺线管(b”’)，通电导向螺线管(b”’)的宽度和发射腔(b’)和反射腔(b”)的宽度之比为1∶10‑1∶5，发射腔(b’)两端所加的电压略大于原子的多电离电位、方向向右，反射腔(b”)两端所加的电压比发射腔(b’)两端所加的电压大5％‑10％、方向相反，在各个发射腔(b’)和各个反射腔(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’)，所述扁跑道形高速并排式面电子流横向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’)左右两侧的高速并排式面电子流横向碰撞激发区(d)、一个位于高速并排式面电子流(30)横向碰撞激发区(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)和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，扁跑道形高速并排式面电子流横向碰撞高电荷离子激发环(C)位于扁跑道形较高速并排式面电子流横向碰撞高电荷离子电离环(B)的的上面，在低电荷离子返回通道(21)的中间内侧装有的高电荷离子束输出输入通道的上端、高电荷离子水平飘移直线轨道(23)的入口处，由一条位于高电荷离子束(17)上面带正电荷的直金属条(25)、一条位于高电荷离子束(17)下面带负电荷的部份弯曲的金属条(25’)组成高电荷离子束输出输入通道的上部，将扁跑道形较高速并排式面电子流横向碰撞高电荷离子电离环(B)的出口和扁跑道形高速并排式面电子流横向碰撞高电荷离子激发环(C)的入口相连，所述扁跑道形高速并排式面电子流横向碰撞高电荷离子激发环(C)的高速并排式面电子流横向碰撞激发区(d)由位于高电荷离子水平飘移直线轨道(23、23’)两侧的发射腔(d’)和反射腔(d”)组成，发射腔(d’)由位于原子束(3)左侧的100‑150个并排放置的表面涂有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)和一个与通电热阴极(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)相间串联而成的梯度电子加速减速腔组成，反射腔(d”)位于原子束(3)右侧与发射腔(d’)结构相同、位置对称，但反射腔(d”)没有通电热阴极(8)，在各个发射腔(a’)和各个反射腔(d”)中间高电荷离子束外套有一个很短的通电导向螺线管(d”’)，通电导向螺线管(d”’)的宽度和发射腔(d’)和反射腔(d”)的宽度之比为1∶10‑1∶5，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，反射腔(d”)两端所加的电压比发射腔(d’)两端所加电压大5％‑10％、方向相反，在各个发射腔(d’)和各个反射腔(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’)，所述扁跑道形高速并排式面电子流横向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)和高速并排式面电子流横向碰撞高电荷离子激发区(d)的反射腔(d”)之间，所述扁跑道形高速并排式面电子流横向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180°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180°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)，在扁跑道形高速并排式面电子流横向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’)，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。