一種基於fel泵浦內層氖原子的x射線雷射產生裝置的製造方法
2023-06-11 19:03:56
專利名稱:一種基於fel泵浦內層氖原子的x射線雷射產生裝置的製造方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種基於FEL泵浦內層氖原子的X射線雷射產生裝置，在結構上至少包括自由電子雷射(FEL)、氖原子氣室、單縫、反射光柵、CCD檢測屏，該裝置將自由電子雷射(FEL)聚焦後通過氖原子氣室，然後用單縫和反射光柵篩選出X射線特定波段的輸出雷射並用CCD檢測屏記錄。本實用新型專利使用惰性氣體氖為工作介質，安全無毒，所獲得的X射線雷射波長可達1.46納米(nm)。
【專利說明】
一種基於FEL泵浦內層氖原子的X射線雷射產生裝置
技術領域
[0001]本實用新型提供了一種用自由電子雷射FEL慄浦氖原子內層電子發光，產生X射線雷射的裝置，可獲得波長1.46nm的X波段雷射。
【背景技術】
[0002]X射線(波長介於0.1-10納米)的雷射在生物、醫學，以及製造業具有極大的應用前景，因此受到社會的廣泛關注。X射線雷射的產生不能採用傳統雷射的產生方法，原因是:X射線的光子具有極高光子能量，自然界沒有與之對應的激勵介質。自由電子雷射FEL利用自由電子為工作媒質可以產生強相干輻射。基於FEL慄浦內層原子的X射線雷射產生機理不同於原子內層束縛電子的受激輻射，是一種具有很大輸出波長範圍的新型雷射裝置。FEL可以產生X射線波段的光波，但由於產生過程利用了自發輻射自放大效應(SASE)，輸出的X射線帶有極大噪聲，無法達到雷射輸出的相干性要求。因此，提高FEL在X射線波段的相干度對於X射線雷射的產生至關重要。
【發明內容】
[0003]本實用新型專利的目的在於克服上述技術的不足，提供一種結構簡單、操作方便，效果明顯的X射線雷射產生系統。
[0004]該裝置將自由電子雷射FEL聚焦後通過氖原子氣室，然後用單縫和反射光柵篩選出X射線特定波段的輸出雷射並用CCD檢測屏記錄。本實用新型專利使用惰性氣體氖為工作介質，安全無毒，所獲得的X射線雷射波長可達1.46nm。
[0005]本實用新型通過以下技術方案實現:
[0006]一種基於FEL慄浦內層氖原子的X射線雷射產生裝置，在結構上至少包括自由電子雷射FEL(I)，氖原子氣室(2)，單縫(3)，反射光柵(4)，CCD檢測屏(5)。
[0007]本實用新型的特點是:自由電子雷射FEL(I)產生並輸出光子能量為960eV，光斑大小為2μπι的慄浦光；上述慄浦光進入壓強500pa的氖原子氣室(2);從氖原子氣室(2)出射的光束穿過單縫(3)，單縫(3)選出光斑中心位置的光束，且單縫(3)與氖原子氣室(2)的距離為4m;通過單縫(3)出射的中心光束投射到距離單縫(3)0.7m遠的反射光柵(4);從反射光柵
(4)出射的光束投射到距離反射光柵(4)0.7m的CCD檢測屏(5);最終CCD檢測屏(5)會呈現出兩個雷射光斑，其中遠離光軸的光斑即是光子能量為849eV，波長為1.46nm的新生X射線雷射。
[0008]本實用新型的有益效果是:波長為960eV且具有噪聲的自由電子雷射FEL通過與氣室中氖原子的相互作用，獲得了波長為849eV的具有較高相干性的X射線雷射。本實用新型裝置達到了提高FEL在X射線波段相干性的要求，且在實施過程中具有操作比較簡單，精準度高的特點。
【附圖說明】
[0009]下面結合附圖及實施方案對該實用新型作進一步說明。
[0010]圖1是一種基於FEL慄浦內層氖原子的X射線雷射產生裝置示意圖。
[0011]圖中1.自由電子雷射FEL，2.氖原子氣室，3.單縫，4.反射光柵，5.CXD檢測屏。
【具體實施方式】
[0012]，圖1中一種基於FEL慄浦內層氖原子的X射線雷射產生裝置的工作步驟如下:
[0013]1、自由電子雷射FEL(I)產生並輸出光子能量為960eV，光斑大小為2μπι的慄浦光；
[0014]2、慄浦光進入壓強為500pa的氖原子氣室(2);
[0015]3、從氖原子氣室(2)出射的光束穿過單縫(3)，單縫(3)選出光斑中心位置的光束，且單縫(3)與氖原子氣室(2)的距離為4m;
[0016]4、從單縫(3)出射的中心光束投射到距離單縫(3)0.7m遠的反射光柵(4);
[0017]5、從反射光柵(4)出射的光束投射到距離反射光柵(4)0.7m的CCD檢測屏(5)，
[0018]6、CCD檢測屏(5)會呈現出兩個雷射光斑，其中遠離光軸的光斑即是光子能量為849eV，波長為I.46nm的新生X射線雷射。
[0019]7、整個裝置中自由電子雷射FEL(I)、氖原子氣室(2)、單縫(3)、反射光柵(4)都位於一條基準線上。
【主權項】
1.一種基於FEL慄浦內層氖原子的X射線雷射產生裝置，在結構上至少包括自由電子雷射FEL(l)、氖原子氣室(2)、單縫(3)、反射光柵⑷、CCD檢測屏(5)，其特徵是:自由電子雷射FEL(I)產生並輸出光子能量為960eV，光斑大小為2μπι的慄浦光，慄浦光進入壓強500pa的氖原子氣室(2);從氖原子氣室(2)出射的光束穿過單縫(3)，單縫(3)選出光斑中心位置的光束，且單縫(3)與氖原子氣室(2)的距離為4m;通過單縫(3)出射的中心光束投射到距離單縫(3)0.7m遠的反射光柵(4);從反射光柵(4)出射的光束投射到距離反射光柵(4)0.7m的CCD檢測屏(5);最終CCD檢測屏(5)會呈現出兩個雷射光斑，其中遠離光軸的光斑即是光子能量為849eV，波長為1.46nm的新生X射線雷射。2.根據權利要求1所述的一種基於FEL慄浦內層氖原子的X射線雷射產生裝置，所述其特徵是:整個裝置中自由電子雷射FEL(l)、氖原子氣室(2)、單縫(3)、反射光柵(4)都位於一條基準線上。
【文檔編號】H01S1/06GK205724348SQ201620259751
【公開日】2016年11月23日
【申請日】2016年3月25日
【發明人】陳香雲, 陳君
【申請人】中國計量學院