一种基于fel泵浦内层氖原子的x射线激光产生装置的制造方法
专利名称:一种基于fel泵浦内层氖原子的x射线激光产生装置的制造方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种基于FEL泵浦内层氖原子的X射线激光产生装置，在结构上至少包括自由电子激光(FEL)、氖原子气室、单缝、反射光栅、CCD检测屏，该装置将自由电子激光(FEL)聚焦后通过氖原子气室，然后用单缝和反射光栅筛选出X射线特定波段的输出激光并用CCD检测屏记录。本实用新型专利使用惰性气体氖为工作介质，安全无毒，所获得的X射线激光波长可达1.46纳米(nm)。
【专利说明】
一种基于FEL泵浦内层氖原子的X射线激光产生装置
技术领域
[0001]本实用新型提供了一种用自由电子激光FEL栗浦氖原子内层电子发光，产生X射线激光的装置，可获得波长1.46nm的X波段激光。
【背景技术】
[0002]X射线(波长介于0.1-10纳米)的激光在生物、医学，以及制造业具有极大的应用前景，因此受到社会的广泛关注。X射线激光的产生不能采用传统激光的产生方法，原因是:X射线的光子具有极高光子能量，自然界没有与之对应的激励介质。自由电子激光FEL利用自由电子为工作媒质可以产生强相干辐射。基于FEL栗浦内层原子的X射线激光产生机理不同于原子内层束缚电子的受激辐射，是一种具有很大输出波长范围的新型激光装置。FEL可以产生X射线波段的光波，但由于产生过程利用了自发辐射自放大效应(SASE)，输出的X射线带有极大噪声，无法达到激光输出的相干性要求。因此，提高FEL在X射线波段的相干度对于X射线激光的产生至关重要。
【发明内容】
[0003]本实用新型专利的目的在于克服上述技术的不足，提供一种结构简单、操作方便，效果明显的X射线激光产生系统。
[0004]该装置将自由电子激光FEL聚焦后通过氖原子气室，然后用单缝和反射光栅筛选出X射线特定波段的输出激光并用CCD检测屏记录。本实用新型专利使用惰性气体氖为工作介质，安全无毒，所获得的X射线激光波长可达1.46nm。
[0005]本实用新型通过以下技术方案实现:
[0006]一种基于FEL栗浦内层氖原子的X射线激光产生装置，在结构上至少包括自由电子激光FEL(I)，氖原子气室(2)，单缝(3)，反射光栅(4)，CCD检测屏(5)。
[0007]本实用新型的特点是:自由电子激光FEL(I)产生并输出光子能量为960eV，光斑大小为2μπι的栗浦光；上述栗浦光进入压强500pa的氖原子气室(2);从氖原子气室(2)出射的光束穿过单缝(3)，单缝(3)选出光斑中心位置的光束，且单缝(3)与氖原子气室(2)的距离为4m;通过单缝(3)出射的中心光束投射到距离单缝(3)0.7m远的反射光栅(4);从反射光栅
(4)出射的光束投射到距离反射光栅(4)0.7m的CCD检测屏(5);最终CCD检测屏(5)会呈现出两个激光光斑，其中远离光轴的光斑即是光子能量为849eV，波长为1.46nm的新生X射线激光。
[0008]本实用新型的有益效果是:波长为960eV且具有噪声的自由电子激光FEL通过与气室中氖原子的相互作用，获得了波长为849eV的具有较高相干性的X射线激光。本实用新型装置达到了提高FEL在X射线波段相干性的要求，且在实施过程中具有操作比较简单，精准度高的特点。
【附图说明】
[0009]下面结合附图及实施方案对该实用新型作进一步说明。
[0010]图1是一种基于FEL栗浦内层氖原子的X射线激光产生装置示意图。
[0011]图中1.自由电子激光FEL，2.氖原子气室，3.单缝，4.反射光栅，5.CXD检测屏。
【具体实施方式】
[0012]，图1中一种基于FEL栗浦内层氖原子的X射线激光产生装置的工作步骤如下:
[0013]1、自由电子激光FEL(I)产生并输出光子能量为960eV，光斑大小为2μπι的栗浦光；
[0014]2、栗浦光进入压强为500pa的氖原子气室(2);
[0015]3、从氖原子气室(2)出射的光束穿过单缝(3)，单缝(3)选出光斑中心位置的光束，且单缝(3)与氖原子气室(2)的距离为4m;
[0016]4、从单缝(3)出射的中心光束投射到距离单缝(3)0.7m远的反射光栅(4);
[0017]5、从反射光栅(4)出射的光束投射到距离反射光栅(4)0.7m的CCD检测屏(5)，
[0018]6、CCD检测屏(5)会呈现出两个激光光斑，其中远离光轴的光斑即是光子能量为849eV，波长为I.46nm的新生X射线激光。
[0019]7、整个装置中自由电子激光FEL(I)、氖原子气室(2)、单缝(3)、反射光栅(4)都位于一条基准线上。
【主权项】
1.一种基于FEL栗浦内层氖原子的X射线激光产生装置，在结构上至少包括自由电子激光FEL(l)、氖原子气室(2)、单缝(3)、反射光栅⑷、CCD检测屏(5)，其特征是:自由电子激光FEL(I)产生并输出光子能量为960eV，光斑大小为2μπι的栗浦光，栗浦光进入压强500pa的氖原子气室(2);从氖原子气室(2)出射的光束穿过单缝(3)，单缝(3)选出光斑中心位置的光束，且单缝(3)与氖原子气室(2)的距离为4m;通过单缝(3)出射的中心光束投射到距离单缝(3)0.7m远的反射光栅(4);从反射光栅(4)出射的光束投射到距离反射光栅(4)0.7m的CCD检测屏(5);最终CCD检测屏(5)会呈现出两个激光光斑，其中远离光轴的光斑即是光子能量为849eV，波长为1.46nm的新生X射线激光。2.根据权利要求1所述的一种基于FEL栗浦内层氖原子的X射线激光产生装置，所述其特征是:整个装置中自由电子激光FEL(l)、氖原子气室(2)、单缝(3)、反射光栅(4)都位于一条基准线上。
【文档编号】H01S1/06GK205724348SQ201620259751
【公开日】2016年11月23日
【申请日】2016年3月25日
【发明人】陈香云, 陈君
【申请人】中国计量学院
【专利摘要】本实用新型涉及一种基于FEL泵浦内层氖原子的X射线激光产生装置，在结构上至少包括自由电子激光(FEL)、氖原子气室、单缝、反射光栅、CCD检测屏，该装置将自由电子激光(FEL)聚焦后通过氖原子气室，然后用单缝和反射光栅筛选出X射线特定波段的输出激光并用CCD检测屏记录。本实用新型专利使用惰性气体氖为工作介质，安全无毒，所获得的X射线激光波长可达1.46纳米(nm)。
【专利说明】
一种基于FEL泵浦内层氖原子的X射线激光产生装置
技术领域
[0001]本实用新型提供了一种用自由电子激光FEL栗浦氖原子内层电子发光，产生X射线激光的装置，可获得波长1.46nm的X波段激光。
【背景技术】
[0002]X射线(波长介于0.1-10纳米)的激光在生物、医学，以及制造业具有极大的应用前景，因此受到社会的广泛关注。X射线激光的产生不能采用传统激光的产生方法，原因是:X射线的光子具有极高光子能量，自然界没有与之对应的激励介质。自由电子激光FEL利用自由电子为工作媒质可以产生强相干辐射。基于FEL栗浦内层原子的X射线激光产生机理不同于原子内层束缚电子的受激辐射，是一种具有很大输出波长范围的新型激光装置。FEL可以产生X射线波段的光波，但由于产生过程利用了自发辐射自放大效应(SASE)，输出的X射线带有极大噪声，无法达到激光输出的相干性要求。因此，提高FEL在X射线波段的相干度对于X射线激光的产生至关重要。
【发明内容】
[0003]本实用新型专利的目的在于克服上述技术的不足，提供一种结构简单、操作方便，效果明显的X射线激光产生系统。
[0004]该装置将自由电子激光FEL聚焦后通过氖原子气室，然后用单缝和反射光栅筛选出X射线特定波段的输出激光并用CCD检测屏记录。本实用新型专利使用惰性气体氖为工作介质，安全无毒，所获得的X射线激光波长可达1.46nm。
[0005]本实用新型通过以下技术方案实现:
[0006]一种基于FEL栗浦内层氖原子的X射线激光产生装置，在结构上至少包括自由电子激光FEL(I)，氖原子气室(2)，单缝(3)，反射光栅(4)，CCD检测屏(5)。
[0007]本实用新型的特点是:自由电子激光FEL(I)产生并输出光子能量为960eV，光斑大小为2μπι的栗浦光；上述栗浦光进入压强500pa的氖原子气室(2);从氖原子气室(2)出射的光束穿过单缝(3)，单缝(3)选出光斑中心位置的光束，且单缝(3)与氖原子气室(2)的距离为4m;通过单缝(3)出射的中心光束投射到距离单缝(3)0.7m远的反射光栅(4);从反射光栅
(4)出射的光束投射到距离反射光栅(4)0.7m的CCD检测屏(5);最终CCD检测屏(5)会呈现出两个激光光斑，其中远离光轴的光斑即是光子能量为849eV，波长为1.46nm的新生X射线激光。
[0008]本实用新型的有益效果是:波长为960eV且具有噪声的自由电子激光FEL通过与气室中氖原子的相互作用，获得了波长为849eV的具有较高相干性的X射线激光。本实用新型装置达到了提高FEL在X射线波段相干性的要求，且在实施过程中具有操作比较简单，精准度高的特点。
【附图说明】
[0009]下面结合附图及实施方案对该实用新型作进一步说明。
[0010]图1是一种基于FEL栗浦内层氖原子的X射线激光产生装置示意图。
[0011]图中1.自由电子激光FEL，2.氖原子气室，3.单缝，4.反射光栅，5.CXD检测屏。
【具体实施方式】
[0012]，图1中一种基于FEL栗浦内层氖原子的X射线激光产生装置的工作步骤如下:
[0013]1、自由电子激光FEL(I)产生并输出光子能量为960eV，光斑大小为2μπι的栗浦光；
[0014]2、栗浦光进入压强为500pa的氖原子气室(2);
[0015]3、从氖原子气室(2)出射的光束穿过单缝(3)，单缝(3)选出光斑中心位置的光束，且单缝(3)与氖原子气室(2)的距离为4m;
[0016]4、从单缝(3)出射的中心光束投射到距离单缝(3)0.7m远的反射光栅(4);
[0017]5、从反射光栅(4)出射的光束投射到距离反射光栅(4)0.7m的CCD检测屏(5)，
[0018]6、CCD检测屏(5)会呈现出两个激光光斑，其中远离光轴的光斑即是光子能量为849eV，波长为I.46nm的新生X射线激光。
[0019]7、整个装置中自由电子激光FEL(I)、氖原子气室(2)、单缝(3)、反射光栅(4)都位于一条基准线上。
【主权项】
1.一种基于FEL栗浦内层氖原子的X射线激光产生装置，在结构上至少包括自由电子激光FEL(l)、氖原子气室(2)、单缝(3)、反射光栅⑷、CCD检测屏(5)，其特征是:自由电子激光FEL(I)产生并输出光子能量为960eV，光斑大小为2μπι的栗浦光，栗浦光进入压强500pa的氖原子气室(2);从氖原子气室(2)出射的光束穿过单缝(3)，单缝(3)选出光斑中心位置的光束，且单缝(3)与氖原子气室(2)的距离为4m;通过单缝(3)出射的中心光束投射到距离单缝(3)0.7m远的反射光栅(4);从反射光栅(4)出射的光束投射到距离反射光栅(4)0.7m的CCD检测屏(5);最终CCD检测屏(5)会呈现出两个激光光斑，其中远离光轴的光斑即是光子能量为849eV，波长为1.46nm的新生X射线激光。2.根据权利要求1所述的一种基于FEL栗浦内层氖原子的X射线激光产生装置，所述其特征是:整个装置中自由电子激光FEL(l)、氖原子气室(2)、单缝(3)、反射光栅(4)都位于一条基准线上。
【文档编号】H01S1/06GK205724348SQ201620259751
【公开日】2016年11月23日
【申请日】2016年3月25日
【发明人】陈香云, 陈君
【申请人】中国计量学院
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