專利名稱：高速面電子流橫向來回碰撞高電荷離子雙束激光發(fā)射裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明屬于大型機電類產品，具體為高速面電子流橫向來回碰撞高電荷離子雙束高強度激光發(fā)射裝置。
背景技術：
現(xiàn)今已在實驗室中利用類氫、類鋰、類氖和類鎳等低電荷離子的電子縱向碰撞電離激發(fā)躍遷，得到了波長在48. 18-284.7人范圍內的單束激光，但單色亮度小、功率低、波長也還不夠短、還不能實際應用。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的是克服上述現(xiàn)今激光發(fā)射裝置的嚴重缺陷，解決了如何產生和利用對高電荷離子的高速面電子流橫向來回反復碰撞電離激發(fā)躍遷，來獲得單色亮度大、功率高、波長更短的能實用的雙束激光的技術問題。提供了一套能產生高速面電子流和高電荷離子束，并通過高速面電子流橫向來回反復碰撞激發(fā)高電荷離子束、來獲得單色亮度大、功率高、波長更短的能實用的高電荷離子雙束高強度激光的發(fā)射裝置。本發(fā)明為激光器的研制和應用開辟了一條新的途徑。技術問題本發(fā)明需要解決的技術問題是1、因為在同一類等電子系列離子中，離化度越高，荷電量越多，同一躍遷的波長就越短。所以要獲得更短波長的激光，就必須要獲得離化度更高、荷電量更多的高電荷離子。要獲得單色亮度大，功率高的激光束，所利用的高電荷離子的密度或束流強度就必須很大，電離和激發(fā)用的面電子流強度也必須很大?，F(xiàn)今獲得高電荷離子的方法是使用大型的離子源和巨型的加速器，這些設備巨大，消耗的能量也很巨大，但獲得的高電荷離子束的強度卻很小，只能作光譜分析實驗，不能作實用的激光實驗。如何利用普通的小型簡單機電設備獲得高強度的高電荷離子束和高強度的面電子流是本發(fā)明需要解決的第一個技術問題。2、現(xiàn)今的電離和激發(fā)用的電子流強度雖很大，但都是線狀的，只能對離子束進行縱向碰撞?？v向碰撞設備簡單，但受自由程的限制，碰撞時電子的能量不可能很大，且各次碰撞的能量具有很大的不確定性，其能量恰能將離子激發(fā)到某激光能級上去的電子數(shù)很少，大部分電子的能量都轉化成了離子的熱能、浪費了，電能轉化為光能的效率很低，致使獲得的激光強度很弱，單色亮度很小。如何使每個碰撞到離子上的電子都能以確定的恰能將離子激發(fā)到某激光能級上去的能量去碰撞離子，使每個電子的能量都能充分地轉化為離子的激發(fā)能，并通過自發(fā)輻射轉化為激光的光能。是本發(fā)明需要解決的第二個技術問題。3、現(xiàn)今尋找能輻射激光的離子，能級和躍遷通常是用實驗方法，但這些方法皆具有特殊性和偶然性。尋找一種較普遍的實驗方法并同用準確的加Breit修正和QED修正的全相對論多組態(tài)自洽場方法計算出的預言值進行比較，以確定能產生確定波長激光的離子，能級和躍遷，是本發(fā)明需要解決的第三個技術問題。
4、如何將能發(fā)射波長足夠短、功率足夠大的雙束激光的普通機電設備裝在汽車上、或飛機上、或軍艦上，作為一種可以上下轉動，左右轉動的新的軍事裝備，是本發(fā)明需要解決的第四個技術問題。技術方案本發(fā)明的技術方案是采用裝有高頻感應加熱電路的高溫原子爐、來獲得高強度原子束，采用一個包含較低速面電子流橫向來回碰撞單電離區(qū)和梯度加速管的較低速面電子流橫向來回碰撞單電荷離子束注入段、來獲得較低速高強度面電子流、并用這種較低速高強度面電子流橫向來回碰撞高強度原子束、來獲得離子動能一定的高強度單電荷離子束， 采用包含一個電磁速度選擇器、一個較高速高強度面電子流橫向來回碰撞多電離區(qū)、一個電荷靜電分離器和一個低電荷離子返回通道的扁跑道形較高速面電子流橫向來回碰撞高電荷離子電離環(huán)、來獲得高強度較高速面電子流、并用這種高強度較高速面電子流橫向來回反復碰撞高強度單電荷離子束、來將高強度單電荷離子束轉變成高強度高電荷離子束， 采用一個包含高強度高速面電子流橫向來回碰撞激發(fā)區(qū)、面電子流靜電速度選擇器和光學共振腔的扁跑道形高速面電子流橫向來回碰撞激發(fā)環(huán)、來獲得能量略大于選定的電離度為 μ的高電荷離子某激光能級值的高強度高速面電子流、并用這種高強度高速面電子流橫向來回反復碰撞電離度為μ的高強度高電荷離子束、來實現(xiàn)高電荷離子雙束高強度激光的發(fā)射。較低速面電子流橫向來回碰撞單電荷離子束注入段位手扁跑道形較高速面電子流橫向來回碰撞高電荷離子電離環(huán)的左邊。在較低速面電子流橫向來回碰撞單電荷離子束注入段的起點有一裝有高頻感應加熱電路的高溫原子爐將金屬或非金屬激光材料熔化、氣化后，或將氣體激光材料加熱后，從小長方形爐口噴出，形成一高強度原子束。高強度原子束進入一電壓略大于原子電離電位的寬度較窄的較低速面電子流橫向來回碰撞單電離區(qū)， 將高強度原子束進行初步電離，形成高強度單電荷離子束，然后進入一橫截面比爐口稍大的長方形梯度離子加速管，獲得一定動能，經由上下兩級90°偏轉磁鐵和左右兩帶正電荷的金屬條組成的單電荷離子束輸出輸入通道轉向壓縮后，注入到扁跑道形較高速面電子流橫向來回碰撞高電荷離子電離環(huán)中。較低速面電子流橫向來回碰撞單電離區(qū)由表面涂有受熱易發(fā)射電子的BaO材料的寬度略大于原子束厚度的處于原子束左側的由鎢片作成的通電熱陰極、與通電熱陰極平行相鄰的由若干個面積略大于通電熱陰極面積的平行扁長方形金屬框和高電阻相間串聯(lián)而成的發(fā)射腔和位于原子束右側與發(fā)射腔結構相同的位置對稱的反射腔組成，發(fā)射腔和反射腔外各套有一個截面比發(fā)射腔和反射腔截面稍大的扁長方形通電導向螺線管，發(fā)射腔兩端所加的電壓略大于原子的電離電位、方向向右，使剛從通電熱陰極逸出的熱電子加速向右運動，碰撞上原子后，恰能碰掉一個外層電子，使原子帶上一個正電荷，成為一個單電荷離子。沒有碰撞上原子的電子將穿過原子束進入反射腔。反射腔上所加的電壓和發(fā)射腔上所加的電壓大小相等，方向相反。沒有碰撞上原子的電子在反射腔反向電場的作用下，先減速為零，而后反向加速到進入時的速度，并以此速度再次碰撞原子。如碰撞上了，也能恰使原子電離、帶上一個正電荷，成為一個單電荷離子。如沒有碰撞上，則將穿過高強度原子束進入發(fā)射腔。在發(fā)射腔中先減速為零，而后反向加速到進入時的速度，并以此速度再次碰撞原子。如此從熱陰極發(fā)射出來的熱電子經加速后將不斷橫向來回反復碰撞原子束，使其變
6成高強度單電荷離子束。而碰撞上原子的電子則因動能幾乎全部喪失而被正極吸收。電子在橫向來回反復碰撞中動能幾乎全部轉化成了電離能，因此面電子流橫向來回反復碰撞電離或激發(fā)的效率就很高。而在通常的電子束縱向碰撞電離或激發(fā)時，由于多次無規(guī)則碰撞， 大部份電子的動能都轉變成了原子的熱能，因此電子束縱向碰撞電離或激發(fā)的效率就很低。梯度離子加速管由11個(可增減)截面比離子束橫截面稍大的平行扁長方形金屬框和高電阻相間串聯(lián)而成。兩端加上一定的電壓后，可在管中形成對離子的加速電場，使單電荷離子具有一定的速度V、獲得一定動能。這個速度ν和動能不能太大，以免偏轉磁鐵過大，也不能太小，以免在傳輸過程中擴散過多。為了使加速后的單電荷離子束能注入到扁跑道形較高速面電子流橫向來回碰撞高電荷離子電離環(huán)中而又不影響原扁跑道形較高速面電子流橫向來回碰撞高電荷離子電離環(huán)中離子的軌道，在注入處除加了一對兩極902偏轉磁鐵外，還在離子束的左右兩側各加了一條帶正電荷的金屬條，右邊的金屬條帶的電量較少，左邊的金屬條帶的電量較多，使離子束在兩金屬條間受到一個向中間壓縮的電場力，以免離子跑出環(huán)形軌道。它們構成一個單電荷離子束輸出輸入通道。扁跑道形較高速面電子流橫向來回碰撞高電荷離子電離環(huán)由一個電磁速度選擇器、一個較高速面電子流橫向來回碰撞多電離區(qū)、一個通電導向聚焦螺線管、一個電荷靜電分離器、一個180e轉向磁鐵、一個套有橫截面比平行混合離子束橫截面稍大的扁長方形通電導向螺線管的低電荷離子返回通道和另一個180Q轉向磁鐵相繼串聯(lián)而成。單電荷離子束進入扁跑道形較高速面電子流橫向來回碰撞高電荷離子電離環(huán)后， 先進入由一對永久磁鐵和一對帶等量異號電荷的平行金屬板組成的能產生電場強度為E 的靜電場和與它正交的磁感應強度為B的靜磁場的電磁速度選擇器，只有速度ν = E/B的離子才能通過電磁速度選擇器。單電荷離子經過電磁速度選擇器后，進入一個較高速面電子流橫向來回碰撞多電離區(qū)。這個較高速面電子流橫向來回碰撞多電離區(qū)的結構和較低速面電子流橫向來回碰撞單電離區(qū)的結構相同，而寬度卻較較低速面電子流橫向來回碰撞單電離區(qū)的寬度寬得多，發(fā)射腔和反射腔上所加的略大于形成電離度為μ的高電荷離子的總電離電位的電壓比較低速面電子流橫向來回碰撞單電離區(qū)的發(fā)射腔和反射腔上所加的電壓也大得很多。 因此，它能將單電荷離子再進行多電荷電離，使高強度單電荷離子束變成電離度更高的大小不同的高強度混合離子束。其中有電離度為μ的高電荷離子束，也有電離度較小的低電荷離子束。在發(fā)射腔和反射腔外各套了一個橫截面比發(fā)射腔和反射腔橫截面稍大的扁長方形通電導向螺線管。高強度混合離子束經過一通電導向聚焦螺線管后，進入一個電荷靜電分離器。電荷靜電分離器由四對相繼排列的相互絕緣的帶等量異號電荷的平行金屬板組成。第一對和第四對左板帶負電、右極帶正電，第二對和第三對左板帶正電、右板帶負電。第三對的兩板間距較小，第四對的兩板間距更小，各對板間的電場強度相等。離子進入第一對平行金屬板間后受向左的電場力、沿向左彎曲的拋物線軌道運動，進入第二對和第三對平行金屬板間后受向右的電場力、沿向右彎曲的拋物線軌道運動，進入第四對平行金屬板間后又受向左的電場力、沿向左彎曲的拋物線軌道運動，離開第四對平行金屬板時，所有的離子都回到剛進入第一對平行金屬板間時的直線軌道，又形成一混合離子束。由于離子偏離原直線軌道的最大距離和離子所帶的電量成正比，因此，高電荷離子因其偏離原直線的距離最大， 可以進入左邊的出口，經兩極90Q垂直轉向磁鐵偏轉后，進入由一條細長的帶較少正電荷的直的金屬條和一條同樣細長的帶較多正電荷的部份彎曲的金屬條組成的高電荷離子束輸出輸入通道，注入到上面的水平的扁跑道形高速面電子流橫向來回碰撞激發(fā)環(huán)中。電荷量不夠高的混合離子束則進到180e轉向磁鐵間后，又按電荷量大小不同經不同半徑繞行半周、在低電荷離子返回通道中形成按電荷量大小不同分開的若干平行離子束向前漂移。 在漂移到另一 1802轉向磁鐵間后又按電荷量大小不同經不同半徑繞行半周合成一電荷量不夠高的混合離子束，再次進入電磁速度選擇器和較高速面電子流橫向來回碰撞多電離區(qū)，被高強度的較高速面電子流橫向來回反復碰撞，將電離度較低的離子電離成電離度較高的離子，一部份電離成電離度為μ的高電荷離子，從左邊的出口經90s垂直轉向磁鐵偏轉后，進入由一條細長的帶較少正電荷的直的金屬條和一條同樣細長的帶較多正電荷的部份彎曲的金屬條組成的高電荷離子束輸出輸入通道，注入到上面的水平扁跑道形高速面電子流橫向來回碰撞激發(fā)環(huán)的直線軌道中，使扁跑道形高速面電子流橫向來回碰撞激發(fā)環(huán)中電離度為μ的高電荷離子數(shù)不斷增加，高電荷離子束的強度也不斷增加。為了阻止在 1802轉向磁鐵空隙中的混合離子束的擴散，在轉向磁鐵的空隙中給混合離子束也套有一個橫截面比混合離子束的橫截面稍大的的通電導向螺線管。扁跑道形高速面電子流橫向來回碰撞激發(fā)環(huán)由一個前后兩對180s轉向磁鐵和其間的兩平行高電荷離子水平飄移直線軌道構成的扁跑道形軌道、一個位于高電荷離子水平飄移直線軌道左右兩側的高速面電子流橫向來回碰撞激發(fā)區(qū)、一個位于高速面電子流橫向來回碰撞激發(fā)區(qū)中間和位于高電荷離子水平飄移直線軌道左中右的面電子流靜電速度選擇器、一個位于高電荷離子水平飄移直線軌道延長線上前后的一個由全反射鏡和一半反射透鏡組成的一個光學共振腔構成。扁跑道形高速面電子流橫向來回碰撞激發(fā)環(huán)位于扁跑道形較高速面電子流橫向來回碰撞高電荷離子電離環(huán)的上邊，在高電荷離子水平飄移直線軌道的下面有由一對 90s垂直轉向磁鐵和與它銜接的在上面的一條細長的帶較少正電荷的直的金屬條、在下面的一條同樣細長的帶較多正電荷的部份彎曲的金屬條組成的能將電離度為的μ的高電荷離子壓入直線軌道中的高電荷離子束輸出輸入通道，將扁跑道形較高速面電子流橫向來回碰撞高電荷離子電離環(huán)的出口和扁跑道形高速面電子流橫向來回碰撞高電荷離子激發(fā)環(huán)的入口相連。電離度為μ的高電荷離子進入高電荷離子水平飄移直線軌道中后，沿高電荷離子水平飄移直線軌道飄移進入一對水平的180°轉向磁鐵間，繞行半周后沿另一平行高電荷離子水平飄移直線軌道飄移進入另一對水平的180°轉向磁鐵間，繞行半周后進入原高電荷離子水平飄移直線軌道。離子軌道形成一個水平的扁跑道形環(huán)路。隨著扁跑道形較高速面電子流橫向來回碰撞電離環(huán)和扁跑道形高速面電子流橫向來回碰撞激發(fā)環(huán)中離子數(shù)的增加，離子間的斥力也會增加，離子束的散失也會增加。為了減少離子束的散失，在扁跑道形高速面電子流橫向來回碰撞激發(fā)環(huán)的轉向磁鐵的空隙中也給離子束套有一個橫截面比離子束橫截面稍大的半圓形的通電導向螺線管，以阻止離子束
8向四周擴散，但在扁跑道形高速面電子流橫向來回碰撞激發(fā)環(huán)的高電荷離子水平飄移直線軌道上下安置的確是一對帶同樣正電荷的金屬條，它們只起阻止電離度為μ的高電荷離子束上下擴散的作用。當扁跑道形較高速面電子流橫向來回碰撞電離環(huán)和扁跑道形高速面電子流橫向來回碰撞激發(fā)環(huán)中增加的離子數(shù)和散失的離子數(shù)相等時，電離度為μ的高電荷離子束的強度將趨于一個較大的穩(wěn)定值、變成一種高強度高電荷離子束。扁跑道形高速面電子流橫向來回碰撞激發(fā)環(huán)中電離度為μ的高強度高電荷離子束必須經過選擇性激發(fā)才可能輻射高強度激光。本發(fā)明采用的選擇性激發(fā)方式是用每個電子的動能都略大于電離度為μ的高電荷離子某激光能級值的高強度高速面電子流，橫向來回反復碰撞電離度為μ的高強度高電荷離子束進行激發(fā)。在高速面電子流橫向來回碰撞激發(fā)區(qū)中的高強度高速面電子流由位于扁跑道形高速面電子流橫向來回碰撞高電荷離子激發(fā)環(huán)的扁跑道形環(huán)路的最右邊的一條與高電荷離子水平飄移直線軌道平行的表面涂有受熱易發(fā)射電子的BaO材料的長度和環(huán)的直線軌道長度相等的寬度略大于高電荷離子束的厚度的細長鎢片作成的通電熱陰極發(fā)出的。與通電熱陰極平行相鄰的有一個發(fā)射腔。發(fā)射腔的寬度和通電熱陰極(31)的長度相等，發(fā)射腔的厚度略大于通電熱陰極的寬度，發(fā)射腔兩端所加的電壓比較高速面電子流橫向來回碰撞多電離區(qū)中的發(fā)射腔兩端所加的電壓更大、略大于恰能將選定的電離度為μ的高電荷離子激發(fā)到某激光能級上所需電壓。這個某激光能級的值需經過準確的理論計算，如經過加 Breit修正和QED修正的全相對論多組態(tài)自場方法的準確計算，并經過實驗驗證才能確定。 扁跑道形高速面電子流橫向來回碰撞激發(fā)環(huán)的另一側與發(fā)射腔對稱的位置上有一個與發(fā)射腔結構相同的反射腔，反射腔兩端所加的電壓和發(fā)射腔兩端所加的電壓大小相等、方向相反。高速面電子流橫向來回碰撞激發(fā)區(qū)的發(fā)射腔和反射腔的結構和作用與較低速面電子流橫向來回碰撞單電離區(qū)和較高速面電子流橫向來回碰撞多電離區(qū)中的發(fā)射腔和反射腔的結構和作用相同。在發(fā)射腔和反射腔外各套了一個橫截面比發(fā)射腔和反射腔橫截面稍大的扁長方形通電導向螺線，以阻止離子束擴散。在發(fā)射腔和反射腔中間有一個面電子流速度選擇器。面電子流速度選擇器由三組結構相同的平行帶電金屬板組成。每一組有四對帶等量異號電荷的平行金屬板。第一對和第四對上板帶負電、下板帶正電，第二對和第三對上板帶正電、下板帶負電。第一組位于發(fā)射腔和一個高電荷離子水平飄移直線軌道間，第二組位于兩高電荷離子水平飄移直線軌道間，第三組位于另一高電荷離子水平飄移直線軌道和反射腔之間。在每一組中的四對帶等量異號電荷的平行金屬板間電子的運動情況和低電荷離子在電荷靜電分離器中運動的情況相同。如果從通電熱陰極中發(fā)射出的電子在穿過兩高電荷離子水平飄移直線軌道中的高電荷離子束時，沒有和電離度為μ的高電荷離子發(fā)生碰撞，它將在發(fā)射腔和反射腔之間不停地來回運動，直到碰上電離度為μ的高電荷離子、使電離度為μ的高電荷離子激發(fā)到選定的某激光能級上、自己的動能幾乎減小成零而被正極板吸收為止。如此可保證碰上電離度為μ的高電荷離子的每個電子，都具有恰能將電離度為μ的高電荷離子激發(fā)到某激光能級上去的確定動能，所有的電子動能都能幾乎全部轉化為電離度為μ的高電荷離子的激發(fā)能，然后經過自發(fā)輻射轉化為輻射出去的激光的光能。這樣的激發(fā)方式較一般的縱向激發(fā)方式的能量轉化效率高得多。在扁跑道形高速面電子流橫向來回碰撞高電荷離子激發(fā)環(huán)的兩高電荷離子水平
9飄移直線軌道的后邊延長線上有一固定底板上的全反射鏡，在前面延長線上有一在底板上可前后細微移動的半反射透鏡，前后兩鏡構成一個光學共振腔。細微調節(jié)前面鏡面的位置可選擇共振波長。被激發(fā)到選定的某激光能級上的電離度為μ的高電荷離子經過自發(fā)輻射出去的激光經光學共振腔選擇性放大后，即可沿著電離度為μ的高電荷離子水平飄移直線軌道的方向輻射出高強度激光束。由于本裝置有兩個電離度為μ的高電荷離子水平飄移直線軌道，因此能輻射出兩束高強度激光。在扁跑道形高速面電子流橫向來回碰撞激發(fā)環(huán)的扁跑道形軌道后面180°轉向磁鐵下邊的兩旁，各有一根和180°轉向磁鐵光滑接觸的與扁跑道形高速面電子流橫向來回碰撞高電荷離子激發(fā)環(huán)的高電荷離子水平飄移直線軌道平行的固定在底板上的帶齒鋼條， 后面的180°轉向磁鐵可在這兩固定帶齒鋼條間，順著帶齒鋼條，在固定在后面180°轉向磁鐵兩側面上的小型電動機的帶動下，前后移動，以改變電離度為μ高電荷離子束水平飄移直線軌道的長度。用此方法可研究電離度為μ的高電荷離子束輻射的各種波長光線的強度和電離度為μ的高電荷離子束水平飄移直線軌道長度的函數(shù)關系，據(jù)此可以確定輻射光線的相干性和激光波長。這是一種較普遍的實驗方法。再根椐同準確的加Breit修正和QED修正的全相對論多組態(tài)自洽場方法計算出的準確結果進行比較，就可以確定能產生確定波長激光的離子，能級和躍遷。如果電離度為μ的高電荷離子束的強度足夠大，激發(fā)用的高速面電子流的功率也足夠大，則能發(fā)射出的激光的功率也就會足夠大。根據(jù)激光的波長和功率的不同，可以有各種不同的實際用途從用來獲得生物內部結構的高反差全息圖像到作為一種新的武器裝備。較低速面電子流橫向來回碰撞單電荷離子注入段和扁跑道形較高速面電子流橫向來回碰撞高電荷離子電離環(huán)安裝在一個密封的抽成真空的扁長方體大電離箱中，扁跑道形高速面電子流橫向來回碰撞高電荷離子激發(fā)環(huán)安裝在另一個密封的抽成真空的固定在扁長方體大電離箱上面的扁長方體大激發(fā)箱中，它們所需的動力、電器、真空等附屬設備都安裝在位于扁長方體大電離箱下面或旁邊的可裝卸的扁長方體大附件箱中。固定連接在一起的扁長方體大電離箱和扁長方體大激發(fā)箱，以及扁長方體大附件箱這三個大箱可以一起裝在汽車上、或飛機上、或軍艦上、或實驗室里。如果是裝在汽車上， 則可在居于下面的扁長方體大電離箱下面中間和汽車底架間裝一個油壓伸縮桿，在扁長方體大電離箱外面后下角裝一個軸承，使扁長方體大電離箱和扁長方體大激發(fā)箱能一起繞固定在扁長方體大附件箱外面后上角的轉軸上下自由轉動，在扁長方體大電離箱下面的扁長方體大附件箱外底面裝一個園形轉盤、在扁長方體大附件箱中底面后下角裝一個電動機、 在汽車車箱地板上裝兩個固定在車箱地板上的刻有齒輪的半圓形卡槽，將轉盤卡住，使其能用裝在下面的扁長方體大附件箱中底面后下角的電動機通過傳動齒輪帶動轉盤左右轉動。有益效果本發(fā)明的有益效果如下1、提供了一套能產生高強度高速面電子流和高強度高電荷離子束，并通過高強度高速面電子流橫向來回反復碰撞激發(fā)高強度高電荷離子束，來獲得單色亮度大、功率高、波長更短的高電荷離子雙束高強度激光的實用發(fā)射裝置。本發(fā)明為激光器的研制和應用開辟
1了一條新的途徑。克服了現(xiàn)今激光發(fā)射裝置的嚴重缺陷。2、僅使用了普通的小型簡單機電設備，不使用大型的離子源和巨型的加速器，且電能轉化為光能的效率很高。


圖1為裝有較低速面電子流橫向來回碰撞單電荷離子束注入段(A)和扁跑道形較高速面電子流橫向來回碰撞高電荷離子電離環(huán)(B)的扁長方體大電離箱(38)俯視2為裝有扁跑道形高速面電子流橫向來回碰撞高電荷離子激發(fā)環(huán)(C)的扁長方體大激發(fā)箱俯視圖。圖3為扁長方體大電離箱(38)和扁長方體大激發(fā)箱(39)的側視4為扁長方體大電離箱(38)和扁長方體大激發(fā)箱(39)的前視圖。圖5為裝有扁長方體大電離箱(38)、扁長方體大激發(fā)箱(39)和扁長方體大附件箱的汽車的側視圖。圖中各序號的名稱1-高溫原子爐，2-高溫原子爐的小長方形爐口，3-原子束，4-單電荷離子束，
5-長方形梯度離子加速管，5'-套在長方形梯度加速管外的扁長方形通電導向螺線管，
6-上下兩級90°偏轉磁鐵，7、7'-左右兩帶正電荷的金屬條，8-由鎢片作成的通電熱陰極，8’_(a)的發(fā)射腔(a’)中的平行長方形金屬框，8”-從(b)的發(fā)射腔通電熱陰極逸出的熱電子，9-(b)的發(fā)射腔中的高電阻，10、10’ -套在(a)中發(fā)射腔和反射腔外的扁長方形通電導向螺線管，11-平行長方形金屬框，12-高電阻，13-電磁速度選擇器，14-混合離子束， 15-通電導向聚焦螺線管，15’、15”_套在發(fā)射腔(b’ )和反射腔(b”)外的截面稍大的扁長方形通電導向螺線管，16-帶等量異號電荷的平行金屬板，17-電離度為μ的高電荷離子束，18-左邊的出口，19-左右兩極90s垂直轉向磁鐵，20、20’_兩極1802轉向磁鐵，21-低電荷離子返回通道，21、21’ -套在低電荷離子返回通道外的扁長方形通電導向螺線管，22、22'-帶不同電量的平行離子束，23、23’ -扁跑道形高速面電子流橫向來回反復碰撞高電荷離子激發(fā)環(huán)(C)的兩高電荷離子水平飄移直線軌道，24-(23、23’ )后面的轉向磁鐵，24’-(23、23’)前面的轉向磁鐵，25-—條細長的帶較少正電荷的直的金屬條，25’-一條和05)同樣細長的帶較多正電荷的部份彎曲的金屬條，26J6’ -在轉向磁鐵(20，20’ )的空隙中給離子束套的一個截面比離子束截面稍大的通電導向螺線管，27、27’ -在轉向磁鐵 (24,24')的空隙中給離子束套的一個截面比離子束截面稍大的半圓形通電導向螺線管， 觀、28’_在03、23’)上下安置的一對帶同樣正電荷的金屬條，29-短波長激光束，30-高速面電子流，31-由細長鎢片作成的通電熱陰極，31，-發(fā)射腔(d’)中的平行扁長方形金屬框， 31”-發(fā)射腔(d’ )中的高電阻，32、32’ -截面比發(fā)射腔(d’ )和反射腔(d”)截面稍大的扁長方形通電導向螺線管，33-面電子流速度選擇器，34-全反射鏡，35-半反射透鏡，36-固定在底板上的帶齒鋼條，37-小型電動機，38-扁長方體大電離箱，39-扁長方體大激發(fā)箱， 40-扁長方體大附件箱，41-汽車底架，41’ -汽車車箱地板，42-油壓伸縮桿，43-固定在扁長方體大電離箱(38)后上角的轉軸，43’ -固定在扁長方體大激發(fā)箱(39)后下角的軸承， 44-在扁長方體大附件箱00)外底面裝的一個園形轉盤，45-兩個固定汽車車箱地板(41’) 上的刻有齒輪的半圓形卡槽，46-裝在扁長方體大附件箱00)中后下角的電動機，47-電動機上的傳動齒輪。A-較低速面電子流橫向來回碰撞單電荷離子束注入段，B-扁跑道形較高速面電子流橫向來回碰撞高電荷離子電離環(huán)，C-扁跑道形高速面電子流橫向來回碰撞高電荷離子激發(fā)環(huán)，a-較低速面電子流橫向來回碰撞單電離區(qū)，a’ -(a)中的發(fā)射腔，a”_(a)中的反射腔，b-較高速面電子流橫向來回碰撞多電離區(qū)，b，-(b)中的發(fā)射腔，b”_(b)中的反射腔， C"電荷靜電分離器，d-高速面電子流橫向來回碰撞激發(fā)區(qū)，d’-(d)中的發(fā)射腔，d”_(d)中的反射腔。
具體實施例方式現(xiàn)結合上述附圖對本發(fā)明技術方案作進一步說明在圖1中的較低速面電子流橫向來回碰撞單電荷離子束注入段(A)位于扁跑道形較高速面電子流橫向來回碰撞高電荷離子電離環(huán)(B)的左邊。在較低速面電子流橫向來回碰撞單電荷離子束注入段(A)的起點有一裝有高頻感應加熱電路的高溫原子爐(1)將金屬或非金屬激光材料熔化、氣化后，或將氣體激光材料加熱后，從寬大高小的小長方形爐口 (2)噴出，形成一高強度原子束(3)。高強度原子束(3)進入一電壓略大于原子電離電位的寬度較窄的較低速面電子流橫向來回碰撞單電離區(qū)(a)，將高強度原子束C3)進行初步電離，形成高強度單電荷離子束(4)，然后進入一橫截面比爐口面積稍大的長方形梯度加速管 (5)，獲得一定動能，經上下兩級90°偏轉磁鐵(6)和左右兩帶正電荷的金屬條(7、7’ )轉向壓縮后，注入到扁跑道形較高速面電子流橫向來回碰撞高電荷離子電離環(huán)(B)中。較低速面電子流橫向來回碰撞單電離區(qū)(a)由表面涂有受熱易發(fā)射電子的BaO 材料的寬度略大于原子束(3)厚度的處于原子束左側的由鎢片作成的通電熱陰極(8)，與通電熱陰極平行相鄰的由若干個面積略大于通電熱陰極(8)面積的平行扁長方形金屬框 (8’)和高電阻(9)相間串聯(lián)而成的發(fā)射腔(a’)和位于原子束(3)右側與發(fā)射腔位置對稱的反射腔(a”)組成。在發(fā)射腔(b’ )和反射腔(b”)外各套了一個橫截面比發(fā)射腔(b’ ) 和反射腔(b”)橫截面稍大的扁長方形通電導向螺線管(15’，15”)。發(fā)射腔(a’ )的電壓略大于原子的電離電位、方向向右，使剛從熱陰極逸出的熱電子(8”)加速向右運動，碰撞上原子(3)后，恰能碰掉一個外層電子，使原子(3)帶上一個正電荷，成為一個單電荷離子 (4).沒有碰撞上原子的電子(8”)將穿過原子束(3)進入反射腔(a”)。反射腔(a”)上所加的電壓和發(fā)射腔(a’)上所加的電壓大小相等，方向相反。沒有碰撞上原子(3)的電子 (8”)在反射腔(a”)反向電場的作用下，先減速為零，而后反向加速到進入時的速度，并以此速度再次碰撞原子(3)。如碰撞上了，也能恰使原子(3)電離、帶上一個正電荷，成為一個單電荷離子G)。如沒有碰撞上，則將穿過原子束(3)進入發(fā)射腔(a’)。在發(fā)射腔(a’ ) 中先減速為零，而后反向加速到進入時的速度，并以此速度再次碰撞原子(3)。如此從通電熱陰極發(fā)射出來的電子(8”)將不斷橫向來回反復碰撞原子束(3)，使其變成單電荷離子束 (4).而碰撞上原子(3)的電子(8”)則因動能幾乎全部喪失而被正極吸收。在橫向來回反復碰撞中電子(8”)的動能幾乎全部轉化成了電離能。梯度離子加速管(5)是由11個(可增減)比離子束(4)橫截面稍大的平行小長方形金屬框(11)和高電阻(1 相間串聯(lián)而成。兩端加上一定的電壓，在管中形成對離子的加速電場，使單電荷離子(4)通過梯度離子加速管( 后加速、獲得一定速度、一定動能。這個速度不能太大，以免偏轉磁鐵過大，也不能太小，以免在傳輸過程中擴散過多。為了使加速后的單電荷離子束(4)能注入到扁跑道形較高速面電子流橫向來回碰撞高電荷離子電離環(huán)(B)中而又不影響原扁跑道形較高速面電子流橫向來回碰撞高電荷離子電離環(huán)(B)中離子的軌道，在注入處除加了一對兩極902偏轉磁鐵(6)外，還在離子束的左右兩側各加了一條帶正電荷的金屬條(7、7’)。右邊的金屬條(7)帶的電量較少，左邊的金屬條(7’ )帶的電量較多，使離子束在兩金屬條間受到一個向中間壓縮的電場力，以免離子(4)跑出扁跑道形環(huán)路。單電荷離子束(4)進入扁跑道形較高速面電子流橫向來回碰撞高電荷離子電離環(huán)(B)后，先進入電場、磁場正交的電磁速度選擇器(13)，只有速度ν = E/B的離子才能通過電磁速度選擇器(1 。單電荷離子(4)經過電磁速度選擇器(1 后，進入一個較高速面電子流橫向來回碰撞多電離區(qū)(b)。這個較高速面電子流橫向來回碰撞多電離區(qū)(b)的結構和作用與較低速面電子流橫向來回碰撞單電離區(qū)(a)的的結構和作用相同，但較高速面電子流橫向來回碰撞多電離區(qū)(b)的寬度較較低速面電子流橫向來回碰撞單電離區(qū)(a) 的寬度寬得多，較高速面電子流橫向來回碰撞多電離區(qū)(b)的發(fā)射腔(b’ )和反射腔(b”) 上所加的略大于形成電離度為μ的高電荷離子(17)的總電離電位的電壓比較低速面電子流橫向來回碰撞單電離區(qū)(a)的發(fā)射腔(a’)和反射腔(a”)上所加的電壓也大得很多。 因此，它能將單電荷離子(4)再進行多電荷電離，使單電荷離子束(4)變成電離度較高的大小不同的混合離子束(14)。其中有電離度為μ的高電荷離子束(17)，也有電離度較小的低電荷離子束(14’)。混合離子束(14)經過一通電導向聚焦螺線管(15)后，進入一個電荷靜電分離器(C)。電荷靜電分離器(c)由四對相繼排列的相互絕緣的帶等量異號電荷的平行金屬板(16)組成。第一對和第四對左板帶負電、右極帶正電，第二對和第三對左板帶正電、右板帶負電，第三對兩板間距較小，第四對兩板間距更小，但各對板間的電場強度相等。離子進入第一對平行金屬板間后受向左的電場力、沿向左彎曲的拋物線軌道運動，進入第二對和第三對平行金屬板間后受向右的電場力、沿向右彎曲的拋物線軌道運動，進入第四對平行金屬板間后又受向左的電場力、沿向左彎曲的拋物線軌道運動，離開第四對平行金屬板時，所有的離子都回到剛進入第一對平行金屬板間時的直線軌道，又形成一混合離子束(14’)。由于離子偏離原直線軌道的最大距離和離子所帶的電量成正比，因此，電離度為μ的高電荷離子(17)因其偏離原直線的距離最大，可以進入左邊的出口(18)，經兩極
90e垂直轉向磁鐵(19)偏轉后，注入到上面的水平扁跑道形高速面電子流橫向來回碰撞高電荷離子激發(fā)環(huán)(C)的中。電荷不夠高的混合離子束(14’)則進到套有一個截面比混合離子束的截面稍大的通電導向螺線管的兩極180s轉向磁鐵00)間后，按電量大小不同經不同半徑繞行半周、在低電荷離子返回通道中形成按電量大小不同分開的若干平行離子束(22，22，)向前漂移。在漂移到另一對也套有一個截面比混合離子束的截面稍大的通電導向螺線管的180s轉向磁鐵00’)間后、又按電量大小不同經不同半徑繞行半周、合成一混合離子束(14’)，再次進入電磁速度選擇器(1 和較高速面電子流橫向來回碰撞多電離區(qū)(b)、被較高速面電子流(8”)橫向來回反復碰撞，將電離度較低的離子電離成電離度
較高的離子，一部份電離成電離度為μ的高電荷離子(17)，從左邊的出口(18)經902垂直轉向磁鐵(19)偏轉后注入到上面的水平扁跑道形高速面電子流橫向來回碰撞高電荷離子激發(fā)環(huán)(C)的扁跑道形環(huán)路的直線軌道中，使扁跑道形高速面電子流橫向來回碰撞高電荷離子激發(fā)環(huán)(C)中電離度為μ的高電荷離子(17)數(shù)不斷增加，電離度為μ的高電荷離子束(17)的強度也不斷增加，直到變成一種穩(wěn)定的電離度為μ的高強度高電荷離子束(17)。在圖2中的扁跑道形高速面電子流橫向來回碰撞高電荷離子激發(fā)環(huán)(C)中電離度為μ的高電荷離子進入高電荷離子水平飄移直線軌道中后，沿高電荷離子水平飄移直線軌道飄移進入一對水平的180°轉向磁鐵間，繞行半周后沿另一平行高電荷離子水平飄移直線軌道飄移進入另一對水平的180°轉向磁鐵間，繞行半周后進入原高電荷離子水平飄移直線軌道中。離子軌道形成一個水平的扁跑道形環(huán)路。進入扁跑道形環(huán)路中的電離度為μ的高電荷離子束(17)必須經過高速面電子流(30)選擇性激發(fā)才可能輻射激光09)。 高速面電子流(30)由位于扁跑道形高速面電子流橫向來回碰撞高電荷離子激發(fā)環(huán)(C)的扁跑道形環(huán)路的最右邊的一條與高電荷離子水平飄移直線軌道(23、23’ )平行的表面涂有受熱易發(fā)射電子的BaO材料的細長鎢片作成的通電熱陰極(31)發(fā)出的。通電熱陰極(31) 的長度和環(huán)的直線軌道03)長度相等，寬度略大于高電荷離子束的厚度。與通電熱陰極 (31)平行相鄰的有一個發(fā)射腔(d’)，發(fā)射腔(d’)的寬度和通電熱陰極(31)的長度相等， 發(fā)射腔(d’)的厚度略大于通電熱陰極(31)的寬度。環(huán)的另一側與發(fā)射腔(d’)對稱的位置上有一個與發(fā)射腔(d’)結構相同、所加電壓大小相等、方向相反的反射腔(d”)。在發(fā)射腔(d’ )和反射腔(d”)中間有一個面電子流速度選擇器(3 。在發(fā)射腔(d’ )和反射腔 (d”)外各套了一個橫截面比發(fā)射腔(d’)和反射腔(d”)橫截面稍大的扁長方形通電導向螺線管(32，32’)，在扁跑道形高速面電子流橫向來回碰撞高電荷離子激發(fā)環(huán)(C)的高電荷離子水平飄移直線軌道03)的入口上面有一條細長的帶較少正電荷的直的金屬條(25)， 入口下面有一條同樣細長的帶較多正電荷的部份彎曲的金屬條05’)，它們將電離度為的 μ的高電荷離子壓入高電荷離子水平飄移直線軌道03)中。扁跑道形高速面電子流橫向來回碰撞高電荷離子激發(fā)環(huán)(C)中發(fā)射腔(d’ )和反射腔(d”)的結構和作用與較低速面電子流橫向來回碰撞單電離區(qū)(a)和較高速面電子流橫向來回碰撞多電離區(qū)(b)中的發(fā)射腔(a’、b’ )和反射腔(a”、b”)的結構和作用相同， 只是更寬，所加電壓更大、略大于恰能將選定的電離度為μ的高電荷離子(17)激發(fā)到某激光能級上所需電壓。這個某激光能級的值需經過準確的理論計算，如經過加Breit修正和 QED修正的全相對論多組態(tài)自洽場方法計算，并經過實驗驗證才能確定。面電子流速度選擇器(3 由三組結構相同的平行帶電金屬板(3 組成。每一組有四對帶等量異號電荷的平行金屬板(3 。第一對和第四對上板帶負電、下板帶正電，第二對和第三對上板帶正電、下板帶負電。第一組位于發(fā)射腔(d’ )和一個高電荷離子水平飄移直線軌道03’)間，第二組位于兩高電荷離子水平飄移直線軌道03，23’)間，第三組位于另一高電荷離子水平飄移直線軌道03)和反射腔(d”)之間。在每一組中的四對帶等量異號電荷的平行金屬板間電子的運動情況和低電荷離子(14’)在電荷靜電分離器(c) 中運動的情況相同。如果從通電熱陰極(31)中發(fā)射出的電子(30)在穿過兩高電荷離子水平飄移直線軌道03，23’)的高電荷離子束(17)時，沒有和電離度為μ的高電荷離子發(fā)生碰撞，它將在發(fā)射腔(d’)和反射腔(d”)之間不停地來回運動，直到碰上電離度為μ的高
14電荷離子、使電離度為μ的高電荷離子激發(fā)到選定的某激光能級上、自己的動能幾乎減小成零而被正極板吸收為止。如此可保證碰上電離度為μ的高電荷離子的每個電子(30)都具有恰能將電離度為μ的高電荷離子(17)激發(fā)到某激光能級上去的確定動能，所有的電子(30)動能都能幾乎全部轉化為電離度為μ的高電荷離子(17)的激發(fā)能，然后經過自發(fā)輻射轉化為輻射出去的激光09)的光能。這樣的激發(fā)方式較一般的縱向激發(fā)方式的能量轉化效率高得多。在扁跑道形高速面電子流橫向來回碰撞高電荷離子激發(fā)環(huán)(C)的兩高電荷離子水平飄移直線軌道03，23’)的后邊延長線上，有一個固定在底板上的全反射鏡(34)，在前面延長線上有一個可以在底板上前后細微移動的半反射鏡(35)，前后兩鏡(34、3幻構成一個光學共振腔。細微調節(jié)前面半反射鏡(3 的位置可選擇共振波長。在后面1802轉向磁鐵04)的兩旁下面各有一條和180Q轉向磁鐵04)光滑接觸的與激發(fā)環(huán)(C)高電荷離
子水平飄移直線軌道03、23’)平行的固定在底板上的帶齒鋼條(36)。后面的1802轉向
磁鐵04)可在這兩固定帶齒鋼條(36)間順著帶齒鋼條(36)在小型電動機(37)的帶動下前后細微移動，以改變電離度為μ的高電荷離子束直線軌道的長度。用此方法可以研究電離度為μ的高電荷離子束輻射的各種波長光線的強度和電離度為μ的高電荷離子束(17) 直線軌道長度的函數(shù)關系，據(jù)此可以確定輻射光線的相干性和激光波長。這是一種較普遍的實驗方法。如果電離度為μ的高電荷離子束(17)的強度足夠大，激發(fā)用的高速面電子流 (30)的功率也足夠大，則能發(fā)射出的激光09)的功率也就會足夠大。根據(jù)激光的波長和功率的不同，可以有各種不同的實際用途從用來獲得生物內部結構的高反差全息圖像到作為一種新的武器裝備。在圖3和圖4中的較低速面電子流橫向來回碰撞單電荷離子束注入段㈧和整個扁跑道形較高速面電子流橫向來回碰撞高電荷離子電離環(huán)(B)安裝在一個密封的抽成真空的位于中間的扁長方體大電離箱(38)中，整個扁跑道形高速面電子流橫向來回碰撞高電荷離子激發(fā)環(huán)(C)安裝在另一個密封的抽成真空的固定連結在扁長方體大電離箱(38) 上面的扁長方體大激發(fā)箱(39)中。在圖5中的電離和激發(fā)所需的動力、電器、真空等附屬設備都安裝在位于扁長方體大電離箱(38)下面的可裝卸的扁長方體大附件箱GO)中。扁長方體大附件箱GO)是裝在汽車上的。在扁長方體大電離箱(38)下面和汽車底架Gl)間裝有一個油壓伸縮桿 (42)，在扁長方體大附件箱00)外面后上角裝一個轉軸(43)，在扁長方體大電離箱(38)外面后下角裝一個軸承G3’)，使轉軸通過軸承03’)，使扁長方體大電離箱(38)和扁長方體大激發(fā)箱(39)能繞此轉軸上下自由轉動。在扁長方體大附件箱GO)外底面裝一個轉盤(44)、在扁長方體大附件箱00)中底面后下角裝一個電動機(46)，在汽車車箱地板 (41')上裝兩個固定的刻有齒輪的半圓形卡槽(45)，電動機06)的齒輪07)和半圓形卡槽0 的齒輪齒合銜接，半圓形卡槽0 恰能將轉盤G4)卡住，使其能用裝在扁長方體大附件箱GO)中底面后下角的電動機G6)通過齒輪07)帶動轉盤04)左右轉動。
權利要求
1.高速面電子流橫向來回碰撞高電荷離子雙束激光發(fā)射裝置，其特征是它由一個較低速面電子流橫向來回碰撞單電荷離子束注入段(A)、一個通過較低速面電子流橫向來回碰撞單電荷離子束注入段(A)的單電荷離子束輸出輸入通道(6、7、7’ )和較低速面電子流橫向來回碰撞單電荷離子束注入段(A)相連接的扁跑道形較高速面電子流橫向來回碰撞高電荷離子電離環(huán)(B)、一個通過扁跑道形較高速面電子流橫向來回碰撞高電荷離子電離環(huán)(B)的高電荷離子束輸出輸入通道(18、2幻和扁跑道形較高速面電子流橫向來回碰撞高電荷離子電離環(huán)(B)相連接的扁跑道形高速面電子流橫向來回碰撞高電荷離子激發(fā)環(huán) (C)、以及它們所需的動力、電器、真空等附屬設備組成，較低速面電子流橫向來回碰撞單電荷離子注入段(A)和扁跑道形較高速面電子流橫向來回碰撞高電荷離子電離環(huán)(B)安裝在一個密封的抽成真空的扁長方體大電離箱(38)中，扁跑道形高速面電子流橫向來回碰撞高電荷離子激發(fā)環(huán)(C)安裝在另一個固定在扁長方體大電離箱(38)上面的密封的抽成真空的扁長方體大激發(fā)箱(39)中，它們所需的動力、電器、真空等附屬設備都安裝在另一個位于扁長方體大電離箱(38)下面或旁邊的可裝卸的扁長方體大附件箱GO)中。
2.根據(jù)權利要求1所述的高速面電子流橫向來回碰撞高電荷離子雙束激光發(fā)射裝置， 其特征是所述較低速面電子流橫向來回碰撞單電荷離子束注入段(A)位于扁跑道形較高速面電子流橫向來回碰撞高電荷離子電離環(huán)(B)的左邊，它由一個裝有高頻感應加熱電路的高溫原子爐(1)、一個與高溫原子爐⑴的寬大高小的小長方形爐口⑵相連接的加有略大于原子電離電位電壓的較低速面電子流橫向來回碰撞單電離區(qū)(a)、一個與較低速面電子流橫向來回碰撞單電離區(qū)(a)相連接的加有一定電壓的外面套有一個截面稍大的長方形通電導向螺線管(5’ )的由11個比離子束(3)橫截面稍大的平行長方形金屬框(11)和高電阻(12)相間串聯(lián)而成的梯度離子加速管(5)、一個與梯度離子加速管(5)連接的由上下兩級90°偏轉磁鐵(6)和左右兩帶正電荷的金屬條(7、7’)組成的單電荷離子束(4)輸出輸入通道(6、7、7’)構成，單電荷離子束(4)輸出輸入通道(6、7、7’)的末端和扁跑道形較高速面電子流橫向來回碰撞高電荷離子電離環(huán)(B)中的電磁速度選擇器(1 后端的入口相連。
3.根據(jù)權利要求1所述的高速面電子流橫向來回碰撞高電荷離子雙束激光發(fā)射裝置， 其特征是所述較低速面電子流橫向來回碰撞單電荷離子束注入段(A)，的較低速面電子流橫向來回碰撞單電離區(qū)(a)由一個表面涂有BaO材料的寬度略大于原子束C3)厚度的處于原子束左側的由細長鎢片作成的通電熱陰極(8)、一個與通電熱陰極(8)平行相鄰的由若干個面積略大于通電熱陰極(8)面積的平行扁長方形金屬框(8’ )和高電阻(9)相間串聯(lián)而成的發(fā)射腔(a’ )和位于原子束(3)右側與發(fā)射腔(a’ )結構相同的位置對稱的反射腔(a”)組成，發(fā)射腔(a’)兩端所加的電壓略大于原子的電離電位、方向向右，反射腔(a”) 兩端所加的電壓和發(fā)射腔(a’ )兩端所加的電壓大小相等、方向相反，在發(fā)射腔(a’ )和反射腔(a”)外各套有一個橫截面比發(fā)射腔(a’)和反射腔(a”)橫截面稍大的扁長方形通電導向螺線管(10、10，)。
4.根據(jù)權利要求1所述的高速面電子流橫向來回碰撞高電荷離子雙束激光發(fā)射裝置， 其特征是所述扁跑道形較高速面電子流橫向來回碰撞高電荷離子電離環(huán)(B)由一個由上下一對永久磁鐵和左右一對帶等量異號電荷的平行金屬板組成的電磁速度選擇器(13)、一個較高速面電子流橫向來回反復碰撞多電離區(qū)(b)、一個通電導向聚焦螺線管(15)、一個電荷靜電分離器(C)、一個180二轉向磁鐵(20)、一個套有截面比平行混和離子束02、22’) 截面稍大的扁長方形通電導向螺線管01’)的低電荷離子返回通道和另一個180二轉向磁鐵00’ )相繼串聯(lián)而成，較高速面電子流橫向來回碰撞多電離區(qū)(b)和較低速面電子流橫向來回碰撞單電離區(qū)(a)的結構相同，只是通電熱陰極(8)的長度較較低速面電子流橫向來回碰撞單電離區(qū)(a)的通電熱陰極⑶的長度長得多、發(fā)射腔(b’ )和反射腔(b”) 兩端所加的略大于形成電離度為μ的高電荷離子(17)的總電離電位的電壓比較低速面電子流橫向來回碰撞單電離區(qū)(a)的發(fā)射腔(a’ )和反射腔(a”)兩端所加的電壓也大得很多，在發(fā)射腔(b’ )和反射腔(b”)外各套有一個截面比發(fā)射腔(b’ )和反射腔(b”)橫截面稍大的扁長方形通電導向螺線管(15’、15”)，在轉向磁鐵O0、20’)的空隙中給混合離子束(22、22’ )也套有一個橫截面比混合離子束(22、22’ )的橫截面稍大的通電導向螺線管 (26,26')。
5.根據(jù)權利要求1所述的高速面電子流橫向來回碰撞高電荷離子雙束激光發(fā)射裝置， 其特征是所述扁跑道形較高速面電子流橫向來回碰撞高電荷離子電離環(huán)(B)的電荷靜電分離器(c)由四對相繼排列的相互絕緣的帶等量異號電荷的平行金屬板(16)組成，第一對和第四對左板帶負電、右板帶正電，第二對和第三對左板帶正電、右板帶負電，第三對的兩板間距較小，第四對的兩板間距更小，各對板間的電場強度相等。
6.根據(jù)權利要求1所述的高速面電子流橫向來回碰撞高電荷離子雙束激光發(fā)射裝置， 其特征是所述扁跑道形高速面電子流橫向來回碰撞高電荷離子激發(fā)環(huán)(C)由一個由前后兩對180二轉向磁鐵(M、24’ )和其間的兩平行高電荷離子水平飄移直線軌道(23、23’ ) 構成的扁跑道形環(huán)路、一個位于高電荷離子水平飄移直線軌道(23、23’ )左右兩側的高速面電子流橫向來回碰撞激發(fā)區(qū)(d、d’)、一個位于高速面電子流(30)橫向來回碰撞激發(fā)區(qū) (d、d’ )中間和高電荷離子水平飄移直線軌道(23、23’ )左中右的面電子流靜電速度選擇器(33)、一個由位于高電荷離子水平飄移直線軌道(23、23’ )延長線上前后的由一個全反射鏡(34)和一個半反射透鏡(35)組成的光學共振腔構成，它(C)位于扁跑道形較高速面電子流橫向來回碰撞高電荷離子電離環(huán)(B)的上邊，在高電荷離子水平飄移直線軌道03) 的下面，有一個由一對90二轉向磁鐵(19)、一條位于高電荷離子束(17)上邊的和90二轉向磁鐵(19)銜接的細長的帶較少正電荷的直的金屬條(25)、一條位于高電荷離子束下邊的和90二轉向磁鐵(19)銜接的同樣細長的帶較多正電荷的部份彎曲的金屬條05’)組成的高電荷離子束輸出輸入通道(19、25)，將扁跑道形較高速面電子流橫向來回碰撞高電荷離子電離環(huán)(B)的出口(18)和扁跑道形高速面電子流橫向來回碰撞高電荷離子激發(fā)環(huán)(C) 的入口 05)相連。
7.根據(jù)權利要求1所述的高速面電子流橫向來回碰撞高電荷離子雙束激光發(fā)射裝置， 其特征是所述扁跑道形高速面電子流橫向來回碰撞高電荷離子激發(fā)環(huán)(C)的高速面電子流橫向來回碰撞激發(fā)區(qū)(d、d’)的最左邊有一條與高電荷離子水平飄移直線軌道03、23’) 平行的通電熱陰極(31)、通電熱陰極(31)的長度和高電荷離子水平飄移直線軌道03、 23’ )長度相等、寬度略大于電離度為μ的高電荷離子束(17)的厚度，與通電熱陰極(31) 平行相鄰的有一個發(fā)射腔(d’)，發(fā)射腔(d’ )的結構與較低速面電子流橫向來回碰撞單電離區(qū)(a)和較高速面電子流橫向來回碰撞多電離區(qū)(b)中的發(fā)射腔(a’、b’ )的結構相同， 只是發(fā)射腔(d’ )的寬度和通電熱陰極(31)的長度相等，發(fā)射腔(d’ )的厚度略大于通電熱陰極(31)的寬度，發(fā)射腔(d’)兩端所加的電壓略大于恰能將選定的電離度為μ的高電荷離子激發(fā)到某激光能級上所需的電壓，扁跑道形環(huán)路的另一側與發(fā)射腔(d’ )對稱的位置上有一個與發(fā)射腔(d’ )結構相同的反射腔(d”)，反射腔(d”)兩端所加的電壓和發(fā)射腔(d’ )兩端所加電壓大小相等、方向相反，在發(fā)射腔(d’ )和反射腔(d”)的外面也各套有一個橫截面比發(fā)射腔(d’ )和反射腔(d”)橫截面稍大的扁長方形通電導向螺線管(32、 32，)。
8.根據(jù)權利要求1所述的高速面電子流橫向來回碰撞高電荷離子雙束激光發(fā)射裝置， 其特征是所述扁跑道形高速面電子流橫向來回碰撞高電荷離子激發(fā)環(huán)(C)的面電子流靜電速度選擇器(33)由三組結構相同的帶電量相同的和高電荷離子水平飄移直線軌道03) 長度相同的平行金屬條組成，每一組有四對帶等量異號電荷的平行金屬條，每一組的第一對、第四對上板帶負電、下板帶正電，第二對、第三對上板帶正電、下板帶負電，第一組位于高速面電子流橫向來回碰撞高電荷離子激發(fā)區(qū)(d)的發(fā)射腔(d’ )和一個高電荷離子水平飄移直線軌道03’)間，第二組位于兩高電荷離子水平飄移直線軌道03、23’)間，第三組位于另一高電荷離子水平飄移直線軌道03)和高速面電子流橫向來回碰撞高電荷離子激發(fā)區(qū)(d)的反射腔(d”)之間。
9.根據(jù)權利要求1所述的高速面電子流橫向來回碰撞高電荷離子雙束激光發(fā)射裝置， 其特征是所述扁跑道形高速面電子流橫向來回碰撞高電荷離子激發(fā)環(huán)(C)的兩高電荷離子水平飄移直線軌道03，23’)的后邊延長線上，有一個固定在底板上的全反射鏡(34)，在前面延長線上有一個可以在底板上前后細微移動的半反射透鏡(35)，前后兩鏡(34、35)構成一個光學共振腔，在后面180二轉向磁鐵04)的兩旁下邊各有一根和轉向磁鐵04)光滑接觸的與高電荷離子水平飄移直線軌道(23、23’ )平行的固定在底板上的帶齒鋼條(36)， 在后面180二轉向磁鐵04)的兩側面各裝有一個小型電動機(37)，在高電荷離子水平飄移直線軌道(23、23’ )上下各安置有一條細長的帶同樣正電荷的金屬條(觀)，在扁跑道形高速面電子流橫向來回碰撞高電荷離子激發(fā)環(huán)(C)的轉向磁鐵(M、24’ )的空隙中給離子束套有一個橫截面比離子束橫截面稍大的半圓形通電導向螺線管07、27’)。
10.根據(jù)權利要求1所述的高速面電子流橫向來回碰撞高電荷離子雙束激光發(fā)射裝置，其特征是固定連接在一起的位于下面的扁長方體大電離箱(38)和位于上面的扁長方體大激發(fā)箱(39)、以及位于扁長方體大電離箱(38)下面的扁長方體大附件箱GO)這三個大箱可以一起裝在汽車上、或飛機上、或軍艦上、或實驗室里，如果是裝在汽車上，則可在位于扁長方體大電離箱(38)下面的中間和汽車底架Gl)間裝一個油壓伸縮桿(42)，在扁長方體大電離箱(38)外面后下角裝一個軸承03’)，使扁長方體大電離箱(38)和扁長方體大激發(fā)箱(39)能一起繞固定在扁長方體大附件箱GO)外面后上角的轉軸上下自由轉動，在扁長方體大電離箱(38)下面的扁長方體大附件箱GO)外底面裝一個轉盤G4)、在扁長方體大附件箱GO)中底面后下角邊裝一個電動機(46)，在汽車車箱地板01’ )上裝兩個固定在車箱地板G1’)上的刻有齒輪的半圓形卡槽(45)，電動機06)的齒輪07)和半圓形卡槽0 上的齒輪齒合銜接，半圓形卡槽0 恰能將轉盤G4)卡住。
全文摘要
本發(fā)明的技術方案是采用扁跑道形較高速面電子流橫向來回碰撞高電荷離子電離環(huán)來將高強度單電荷離子束轉變成電離度為μ的高強度高電荷離子束，采用扁跑道形高速面電子流橫向來回碰撞高電荷離子激發(fā)環(huán)來實現(xiàn)高電荷離子雙束高強度激光的發(fā)射。用改變高電荷離子束直線軌道長度的方法研究高電荷離子束輻射的各種波長光線的強度和高電荷離子束直線軌道長度的函數(shù)關系，據(jù)此確定高電荷離子束輻射光的相干性和激光波長，并根據(jù)全相對論多組態(tài)自場方法的準確計算結果，確定輻射激光的離子、能級和躍遷。根據(jù)激光波長和功率的不同可以有各種不同的實際用途從用來獲得生物內部結構的高反差全息圖像到作為一種新的武器裝備。
文檔編號H01S3/10GK102361209SQ20091016461
公開日2012年2月22日 申請日期2009年7月14日 優(yōu)先權日2009年7月14日
發(fā)明者姜仁濱, 王宛玨, 王曉東 申請人:姜仁濱