本實用新型屬于大型機電類產(chǎn)品，具體為并排式面電子流橫向碰撞高電荷離子高能雙束激光器。

背景技術(shù)：

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，得到了波長在范圍內(nèi)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(yīng)用。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型的目的是克服上述現(xiàn)今激光發(fā)射裝置的嚴(yán)重缺陷，解決了如何產(chǎn)生和利用高電荷離子的高速并排式面電子流橫向來回反復(fù)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高能雙束激光的技術(shù)問題。提供了一套能產(chǎn)生高速并排式面電子流和高電荷離子束，并通過高速并排式面電子流橫向來回反復(fù)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。因為加速電子比加速離子容易得多，所以本發(fā)明的高電荷離子高能雙束激光器可以大大的小型化。

本實用新型為高能激光器的研制和應(yīng)用開辟了一條新的途徑。

技術(shù)問題

本實用新型需要解決的技術(shù)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、荷高能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。現(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，將低電荷離子加速與靶碰撞來獲得高電荷離子，這些設(shè)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(shè)備獲得高強度的高電荷離子束和高強度的面電子流是本實用新型需要解決的第一個技術(shù)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(shè)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(zhuǎn)化成了離子的熱能、浪費了，電能轉(zhuǎn)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(zhuǎn)化為離子的激發(fā)能，并通過自發(fā)輻射轉(zhuǎn)化為激光的光能。是本實用新型需要解決的第二個技術(shù)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(zhǔn)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(yù)言值進行比較，以確定能產(chǎn)生確定波長激光的離子，能級和躍遷，是本實用新型需要解決的第三個技術(shù)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(shè)備裝在汽車上、或飛機上、或軍艦上，作為一種可以上下轉(zhuǎn)動，左右轉(zhuǎn)動的新的軍事裝備，是實用新型明需要解決的第四個技術(shù)問題。

技術(shù)方案

并排式面電子流橫向碰撞高電荷離子高能雙束激光器，其特征是：它由一個包含有未電離原子返回通道的較低速并排式面電子流橫向碰撞單電荷離子束注入段(A)、一個通過較低速并排式面電子流橫向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’)和較低離子速并排式面電子流橫向碰撞單電荷離子束注入段(A)相連接的包含有低電荷離子返回通道的扁跑道形較高速并排式面電子流橫向碰撞高電荷離子電離環(huán)(B)、一個通過扁跑道形較高速并排式面電子流橫向碰撞高電荷離子電離環(huán)(B)中低電荷離子返回通道的高電荷離子束輸出輸入通道和扁跑道形較高速并排式面電子流橫向碰撞高電荷離子電離環(huán)(B)中低電荷離子返回通道的高電荷離子束輸出輸入通道相連接的扁跑道形高速并排式面電子流橫向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(shè)備組成，較低速并排式面電子流橫向碰撞單電荷離子注入段(A)和扁跑道形較高速并排式面電子流橫向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，扁跑道形高速并排式面電子流橫向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(shè)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(40)中。

所述較低速并排式面電子流橫向碰撞單電荷離子束注入段(A)位于扁跑道形較高速并排式面電子流橫向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(yīng)加熱電路的高溫原子爐(1)、一個與高溫原子爐(1)的高大寬小的小長方形爐口(2)相連接的加有略大于原子電離電位電壓的較低速并排式面電子流橫向碰撞單電離區(qū)(a)、一個與較低速并排式面電子流橫向碰撞單電離區(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(dǎo)向螺線管(5’)的由50-100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(zhuǎn)磁鐵(6)、由左右兩帶正電荷金屬條(7、7’)組成的單電荷離子束(4)輸出輸入通道(6、7、7’)和一個起端聯(lián)接在單電荷離子束(4)輸出輸入通道(6、7、7’)的彎曲處并與單電荷離子束(4)輸出輸入通道(6、7、7’)在同一直線上的末端裝在高壓氣體壓縮機(1”)左端的未電離原子反回通道(1’)構(gòu)成，高壓氣體壓縮機(1”)的右端固定裝在高溫原子爐(1)的左側(cè)，在單電荷離子束(4)輸出輸入通道(6、7、7’)的末端和扁跑道形較高速并排式面電子流橫向碰撞高電荷離子電離環(huán)(B)中的電磁速度選擇器(13)后端的入口相連。

所述較低速并排式面電子流橫向碰撞單電荷離子束注入段(A)的較低速并排式面電子流橫向碰撞單電離區(qū)(a)由2-20個并排放置發(fā)射腔(a’)和2-20個并排放置反射腔(a”)組成，發(fā)射腔(a’)由表面涂有Ba0材料的寬度略大于原子束(3)厚度的處于原子束左側(cè)的由細長鎢片作成的通電熱陰極(8)和一個與通電熱陰極(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)而成的梯度電子加速減速腔組成，反射腔(a”)和發(fā)射腔(a’)結(jié)構(gòu)相同、位置對稱，但反射腔(a”)沒有通電熱陰極(8)，各個發(fā)射腔(a’)和各個反射腔(a”)中間的高電荷離子束外套有一個很短的通電導(dǎo)向螺線管(a”’)，通電導(dǎo)向螺線管(a”’)的寬度和發(fā)射腔(a’)和反射腔(a”)的寬度之比為1∶10-1∶5，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”)兩端所加的電壓比發(fā)射腔(a’)兩端所加的電壓大5％-10％、方向相反，在各個發(fā)射腔(a’)和各個反射腔(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(dǎo)向螺線管(10、10’)。

所述扁跑道形較高速并排式面電子流橫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)、一個較高速并排式面電子流橫向反復(fù)碰撞多電離區(qū)(b)、一個通電導(dǎo)向聚焦螺線管(15)、一對180°轉(zhuǎn)向磁鐵(20)、一對套有截面比平行混和離子束(22、22’)截面稍大的扁長方形通電導(dǎo)向螺線管(21’)的低電荷離子返回通道(21)和另一對180°轉(zhuǎn)向磁鐵(20’)相繼串聯(lián)而成，在低電荷離子返回通道(21)的中間內(nèi)側(cè)裝有一個高電荷離子束輸出輸入通道，高電荷離子束輸出輸入通道由裝在低電荷離子返回通道(21)內(nèi)部中間內(nèi)側(cè)的一個帶正電的4分之1圓弧形的寬度為高電荷離子束寬度的銅片或銀片或金片和裝在低電荷離子返回通道(21)上面和4分之1圓弧形銅片或銀片或金片上面兩側(cè)的一對轉(zhuǎn)向磁鐵(19)組成，在4分之1圓弧形銅片或銀片或金片的中心裝有一根外面包有絕緣層的帶負電的銅柱或銀柱或金柱；高電荷離子束輸出輸入通道也可由下端裝在低電荷離子返回通道(21)內(nèi)部中間內(nèi)側(cè)、上部裝在它上面的扁跑道形高速并排式面電子流橫向碰撞高電荷離子激發(fā)環(huán)(C)中左邊高電荷離子水平飄移直線軌道(23)下沿的寬度較高電荷離子束橫截面寬度稍寬、半徑差比較高電荷離子束橫截面高度稍大的兩同心半圓形銅片或銀片或金片(19’)組成，半徑較大的同心半圓形銅片或銀片或金片帶正電，半徑較小的同心半圓形銅片或銀片或金片帶等量負電，在兩同心半圓形銅片或銀片或金片間形成一輻射狀電場，在兩同心半圓形銅片或銀片或金片(19’)外套有一個通電導(dǎo)流線圈(19”)，低電荷離子返回通道(21)內(nèi)側(cè)的高電荷離子束經(jīng)電偏轉(zhuǎn)和磁偏轉(zhuǎn)后恰能進入上面的扁跑道形高速并排式面電子流橫向碰撞高電荷離子激發(fā)環(huán)(C)中的高電荷離子水平飄移直線軌道(23)中，較高速并排式面電子流橫向碰撞多電離區(qū)(b)由處于原子束左側(cè)的80-100個并排放置的發(fā)射腔(b’)和位于原子束(3)右側(cè)的80-100個并排放置的反射腔(b”)組成，發(fā)射腔(b’)由表面涂有Ba0材料的寬度略大于原子束(3)厚度的由細長鎢片作成的通電熱陰極(8)和一個與通電熱陰極(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)而成的梯度電子加速減速腔組成，反射腔(b”)與發(fā)射腔(b’)結(jié)構(gòu)相同、位置對稱，但反射腔(b”)沒有通電熱陰極(8)，在各個發(fā)射腔(b’)和各個反射腔(b”)之間的高電荷離子束外套有一個很短的通電導(dǎo)向螺線管(b”’)，通電導(dǎo)向螺線管(b”’)的寬度和發(fā)射腔(b’)和反射腔(b”)的寬度之比為1∶10-1∶5，發(fā)射腔(b’)兩端所加的電壓略大于原子的多電離電位、方向向右，反射腔(b”)兩端所加的電壓比發(fā)射腔(b’)兩端所加的電壓大5％-10％、方向相反，在各個發(fā)射腔(b’)和各個反射腔(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(dǎo)向螺線管(15’、15”)，在轉(zhuǎn)向磁鐵(20、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(dǎo)向螺線管(26、26’)。

所述扁跑道形高速并排式面電子流橫向碰撞高電荷離子激發(fā)環(huán)(C)由一個由前后兩對180°轉(zhuǎn)向磁鐵(24、24’)和其間的兩平行高電荷離子水平飄移直線軌道(23、23’)構(gòu)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(cè)的高速并排式面電子流橫向碰撞激發(fā)區(qū)(d)、一個位于高速并排式面電子流(30)橫向碰撞激發(fā)區(qū)(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(xué)共振腔構(gòu)成，扁跑道形高速并排式面電子流橫向碰撞高電荷離子激發(fā)環(huán)(C)位于扁跑道形較高速并排式面電子流橫向碰撞高電荷離子電離環(huán)(B)的的上面，在低電荷離子返回通道(21)的中間內(nèi)側(cè)裝有的高電荷離子束輸出輸入通道的上端、高電荷離子水平飄移直線軌道(23)的入口處，有一條位于高電荷離子束(17)上面帶正電荷的直金屬條(25)、一條位于高電荷離子束(17)下面帶負電荷的部份彎曲的金屬條(25’)組成高電荷離子束輸出輸入通道的上部，將扁跑道形較高速并排式面電子流橫向碰撞高電荷離子電離環(huán)(B)的出口和扁跑道形高速并排式面電子流橫向碰撞高電荷離子激發(fā)環(huán)(C)的入口相連，

所述扁跑道形高速并排式面電子流橫向碰撞高電荷離子激發(fā)環(huán)(C)的高速并排式面電子流橫向碰撞激發(fā)區(qū)(d)由位于高電荷離子水平飄移直線軌道(23、23’)兩側(cè)的發(fā)射腔(d’)和反射腔(d”)組成，發(fā)射腔(d’)由位于原子束(3)左側(cè)的100-150個并排放置的表面涂有Ba0材料的寬度略大于原子束(3)厚度的處于原子束左側(cè)的由細長鎢片作成的通電熱陰極(8)和一個與通電熱陰極(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)而成的梯度電子加速減速腔組成，反射腔(d”)位于原子束(3)右側(cè)與發(fā)射腔(d’)結(jié)構(gòu)相同、位置對稱，但反射腔(d”)沒有通電熱陰極(8)，在各個發(fā)射腔(a’)和各個反射腔(d”)中間高電荷離子束外套有一個很短的通電導(dǎo)向螺線管(d”’)，通電導(dǎo)向螺線管(d”’)的寬度和發(fā)射腔(d’)和反射腔(d”)的寬度之比為1∶10-1∶5，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，反射腔(d”)兩端所加的電壓比發(fā)射腔(d’)兩端所加電壓大5％-10％、方向相反，在各個發(fā)射腔(d’)和各個反射腔(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(dǎo)向螺線管(32、32')。

所述扁跑道形高速并排式面電子流橫向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(jié)構(gòu)相同的帶電量相同的和高電荷離子水平飄移直線軌道(23)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(23’)間，第二組位于兩高電荷離子水平飄移直線軌道(23、23’)間，第三組位于另一高電荷離子水平飄移直線軌道(23)和高速并排式面電子流橫向碰撞高電荷離子激發(fā)區(qū)(d)的反射腔(d”)之間。

所述扁跑道形高速并排式面電子流橫向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(23，23’)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(gòu)成一個光學(xué)共振腔，在后面180°轉(zhuǎn)向磁鐵(24)的兩旁下邊各有一根和轉(zhuǎn)向磁鐵(24)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°轉(zhuǎn)向磁鐵(24)的兩側(cè)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(28)，在扁跑道形高速并排式面電子流橫向碰撞高電荷離子激發(fā)環(huán)(C)的轉(zhuǎn)向磁鐵(24、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(dǎo)向螺線管(27、27’)。

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(40)這三個大箱可以一起裝在汽車上、或飛機上、或軍艦上、或?qū)嶒炇依铮绻茄b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(41)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(43’)，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(40)外面后上角的轉(zhuǎn)軸(43)上下自由轉(zhuǎn)動，在扁長方體大電離箱(38)下面的扁長方體大附件箱(40)外底面裝一個轉(zhuǎn)盤(44)、在扁長方體大附件箱(40)中底面后下角邊裝一個電動機(46)，在汽車車箱地板(41')上裝兩個固定在車箱地板(41’)上的刻有齒輪的半圓形卡槽(45)，電動機(46)的齒輪(47)和半圓形卡槽(45)上的齒輪齒合銜接，半圓形卡槽(45)恰能將轉(zhuǎn)盤(44)卡住。

有益效果

本實用新型的有益效果如下：

1、提供了一套能產(chǎn)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(fù)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(yīng)用開辟了一條新的途徑。克服了現(xiàn)今激光發(fā)射裝置的嚴(yán)重缺陷。

2、僅使用了普通的小型簡單機電設(shè)備，不使用大型的離子源和巨型的加速器，且電能轉(zhuǎn)化為光能的效率很高。

附圖說明

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)俯視圖

圖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(cè)視圖

圖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(40)的汽車的側(cè)視圖。

圖中各序號的名稱

1-高溫原子爐，1’-未電離原子反回通道，1”-高壓氣體壓縮機(1”)，

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(dǎo)向螺線管，6-上下兩級90°偏轉(zhuǎn)磁鐵，7、7′-左右兩帶正電荷的金屬條，8-由鎢片做成的通電熱陰極，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(dǎo)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(dǎo)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(dǎo)向螺線管，17-電離度為μ的高電荷離子束，18-左邊的出口，19-左右兩極90°垂直轉(zhuǎn)向磁鐵，19’-兩同心半圓形銅片或銀片或金片，19”-通電導(dǎo)流線圈，20、20’-兩極180°轉(zhuǎn)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(21)外的扁長方形通電導(dǎo)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(fù)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(zhuǎn)向磁鐵，24'-(23、23’)前面的轉(zhuǎn)向磁鐵，25-一條細長的帶較少正電荷的直的金屬條，25'-一條和(25)同樣細長的帶較多正電荷的部份彎曲的金屬條，26、26'-在轉(zhuǎn)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(dǎo)向螺線管，27、27'-在轉(zhuǎn)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(dǎo)向螺線管，28、28’-在(23、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(dǎo)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(zhuǎn)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(40)外底面裝的一個園形轉(zhuǎn)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(40)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。

具體實施方式

現(xiàn)結(jié)合上述附圖對本實用新型技術(shù)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(yīng)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?qū)怏w激光材料加熱后，從高大寬小的小長方形爐口(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(3)進行部份初步電離，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(jīng)上下兩級90°偏轉(zhuǎn)磁鐵(6)和左右兩帶正電荷的金屬條(7、7’)轉(zhuǎn)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，高強度原子束(3)經(jīng)過較低速面電子流橫向來回碰撞單電離區(qū)(a)后未電離的原子不受電場的作用，將沿原直線方向繼續(xù)前進，隨后進入未電離原子返回通道(1’)，在高壓氣體壓縮機(1”)的作用下被壓回高溫原子爐(1)。

較低速面電子流橫向來回碰撞單電離區(qū)(a)由2-20個并排放置的發(fā)射腔(a’)和位于原子束(3)右側(cè)與發(fā)射腔位置對稱的反射腔(a”)組成。各個發(fā)射腔(a’)和各個反射腔(a”)中間的單電荷離子束外套有一個很短的通電導(dǎo)向螺線管(a”’)，通電導(dǎo)向螺線管(a”’)的磁場可減少單電荷離子束的擴散，提高單電荷離子束的強度，在各個發(fā)射腔(b’)和各個反射腔(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(dǎo)向螺線管(15’，15”)，扁長方形通電導(dǎo)向螺線管(15’，15”)可減少面電子流的擴散，提高面電子流的強度。并排式面電子流就是由這2-20個并排放置的發(fā)射腔(a’)和反射腔(a”)發(fā)出的。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，碰撞上原子束(3)后，恰能碰掉一個外層電子，使原子束(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5％-10％、方向相反。沒有碰撞上原子束(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束(3)。如碰撞上了，也能恰使原子束(3)電離、帶上一個正電荷，成為一個單電荷離子(4)。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束(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(fù)碰撞原子束(3)，使其變成單電荷離子束(4)。而碰撞上原子束(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(fù)碰撞中電子(8”)的動能幾乎全部轉(zhuǎn)化成了電離能。

梯度離子加速管(5)是由50-100個比離子束(4)橫截面稍大的平行小長方形金屬框(11)和高電阻(12)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(5)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(zhuǎn)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90°偏轉(zhuǎn)磁鐵(6)外，還在離子束(4)的左右兩側(cè)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v＝E/B的離子才能通過電磁速度選擇器(13)。單電荷離子(4)經(jīng)過電磁速度選擇器(13)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(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)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)是由80-100個并排放置發(fā)射腔(b’)和反射腔(b”)組成的，在發(fā)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，反射腔(b”)上所加的電壓比在發(fā)射腔(b’)上所加的電壓大5％-10％。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)變成電離度較高的強度不同的混合離子束(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’)?；旌想x子束(14)經(jīng)過一通電導(dǎo)向聚焦螺線管(15)后，進入到套有一個截面比混合離子束的截面稍大的通電導(dǎo)向螺線管的兩極180°轉(zhuǎn)向磁鐵(20)間后，按電量大小不同經(jīng)不同半徑繞行半周、在低電荷離子返回通道(21)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(dǎo)向螺線管的180°轉(zhuǎn)向磁鐵(20’)間后、又按電量大小不同經(jīng)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(13)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(fù)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)，從低電荷離子返回通道(21)的中間內(nèi)側(cè)裝有的一個高電荷離子束輸出輸入通道(19、25)下端的一個帶正電的4分之1圓弧形的寬度為高電荷離子束寬度的銅片或銀片或金片和在4分之1圓弧形銅片或銀片或金片的中心裝有一根帶負電的銅柱或銀柱或金柱共同產(chǎn)生的輻射狀電場作用下，沿4分之1圓弧形銅片或銀片或金片離開低電荷離子返回通道(21)，進入低電荷離子返回通道(21)和4分之1圓弧形銅片或銀片或金片上面的一對偏轉(zhuǎn)磁鐵中，在偏轉(zhuǎn)磁鐵的作用下進入上面的扁跑道形高速并排式面電子流橫向碰撞高電荷離子激發(fā)環(huán)(C)中的高電荷離子水平飄移直線軌道(23、23’)中，高電荷離子束輸出輸入通道也可由下端裝在低電荷離子返回通道(21)內(nèi)部中間內(nèi)側(cè)、上部裝在它上面的扁跑道形高速并排式面電子流橫向碰撞高電荷離子激發(fā)環(huán)(C)中左邊高電荷離子水平飄移直線軌道(23)下沿的寬度較高電荷離子束橫截面寬度稍寬、半徑差比較高電荷離子束橫截面高度稍大的兩同心半圓形銅片或銀片或金片(19’)組成，半徑較大的同心半圓形銅片或銀片或金片帶正電，半徑較小的同心半圓形銅片或銀片或金片帶等量負電，在兩同心半圓形銅片或銀片或金片間形成一輻射狀電場，在兩同心半圓形銅片或銀片或金片(19’)外套有一個通電導(dǎo)流線圈(19”)，電離成電離度為μ的高電荷離子在輻射狀電場和通電導(dǎo)流線圈(19”)的作用下進入上面的扁跑道形高速并排式面電子流橫向碰撞高電荷離子激發(fā)環(huán)(C)中的高電荷離子水平飄移直線軌道(23、23’)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中的扁跑道形高速并排式面電子流橫向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(zhuǎn)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(zhuǎn)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(jīng)過高速面電子流(30)選擇性激發(fā)才可能輻射激光(29)。高速并排式面電子流(30)是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100-150個并排放置的發(fā)射腔(d’)發(fā)出的。環(huán)的另一側(cè)與發(fā)射腔(d’)對稱的位置上有一個與發(fā)射腔(d’)結(jié)構(gòu)相同、所加電壓比大發(fā)射腔(d’)所加電壓大5％-10％、方向相反的反射腔(d”)。各個發(fā)射腔(d’)和各個反射腔(d”)中間的電離度為μ的高強度高電荷離子束(17)外套有一個很短的通電導(dǎo)向螺線管(d”’)，通電導(dǎo)向螺線管(d”’)的磁場可減少電離度為μ的高強度高電荷離子束(17)的擴散，提高電離度為μ的高強度高電荷離子束(17)的強度，在各個發(fā)射腔(d’)和各個反射腔(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(dǎo)向螺線管(32，32’)，扁長方形通電導(dǎo)向螺線管(32，32’)可減少面電子流的擴散，提高面電子流的強度。并排式面電子流就是由這100-150個并排放置的反射腔(d”)和反射腔(d”)發(fā)出的。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(33)。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)的左邊高電荷離子水平飄移直線軌道(23)中部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(25’)，它們將電離度為的μ的高電荷離子從低電荷離子返回通道(21)的中間內(nèi)側(cè)裝有的一個高電荷離子束輸出輸入通道(19、25)的末端出來的電離度為μ的高強度高電荷離子束(17)壓入高電荷離子水平飄移直線軌道(23)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(jié)構(gòu)和作用與較高速并排式面電子流橫向碰撞多電離區(qū)(b)中的發(fā)射腔(a’、b’)和反射腔(a”、b”)的結(jié)構(gòu)和作用相同，只是發(fā)射腔(d’)和反射腔(d”)的數(shù)目更多，所加電壓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，所加電壓更大。這個某激光能級的值需經(jīng)過準(zhǔn)確的理論計算，如經(jīng)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(jīng)過實驗驗證才能確定。

面電子流速度選擇器(33)由三組結(jié)構(gòu)相同的平行帶電金屬板(33)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(d’)和一個高電荷離子水平飄移直線軌道(23’)間，第二組位于兩高電荷離子水平飄移直線軌道(23，23’)間，第三組位于另一高電荷離子水平飄移直線軌道(23)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(23，23’)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(zhuǎn)化為電離度為μ的高電荷離子(17)的激發(fā)能，然后經(jīng)過自發(fā)輻射轉(zhuǎn)化為輻射出去的激光(29)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(zhuǎn)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(23，23’)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、35)構(gòu)成一個光學(xué)共振腔。細微調(diào)節(jié)前面半反射鏡(35)的位置可選擇共振波長。在后面180°轉(zhuǎn)向磁鐵(24)的兩旁下面各有一條和180°轉(zhuǎn)向磁鐵(24) 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(23、23’)平行的固定在底板上的帶齒鋼條(36)。后面的180°轉(zhuǎn)向磁鐵(24)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(guān)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(29)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(nèi)部結(jié)構(gòu)的高反差全息圖像到作為一種新的高能激光武器裝備。

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(A)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(jié)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(shè)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(40)中。扁長方體大附件箱(40)是裝在汽車上的。在扁長方體大電離箱(38)下面和汽車底架(41)間裝有一個油壓伸縮桿(42)，在扁長方體大附件箱(40)外面后上角裝一個轉(zhuǎn)軸(43)，在扁長方體大電離箱(38)外面后下角裝一個軸承(43’)，使轉(zhuǎn)軸(43)通過軸承(43’)，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(zhuǎn)軸上下自由轉(zhuǎn)動。在扁長方體大附件箱(40)外底面裝一個轉(zhuǎn)盤(44)、在扁長方體大附件箱(40)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(46)的齒輪(47)和半圓形卡槽(45)的齒輪齒合銜接，半圓形卡槽(45)恰能將轉(zhuǎn)盤(44)卡住，使其能用裝在扁長方體大附件箱(40)中底面后下角的電動機(46)通過齒輪(47)帶動轉(zhuǎn)盤(44)左右轉(zhuǎn)動。