技术特征：
1.一种基于自由电子激光的太赫兹-x射线产生装置，其特征在于，包括一超快激光系统以及依次连接的注入器、激光电子束调制系统、直线加速段、x射线辐射段、太赫兹辐射段、x射线延迟系统，其中，所述超快激光系统包括超快激光器、脉冲展宽与分束系统、第一分束片以及第一反射镜，所述超快激光器设置为产生超快激光脉冲，所述第一分束片将所述超快激光脉冲分为第一路超快激光和第二路超快激光，所述第一路超快激光传输至所述注入器，所述第二路超快激光传输至所述脉冲展宽与分束系统，所述注入器在接收到所述第一路超快激光时生成电子束，所述脉冲展宽与分束系统根据所述第二路超快激光生成双脉冲激光，并将所述双脉冲激光传输至所述激光电子束调制系统。2.根据权利要求1所述的基于自由电子激光的太赫兹-x射线产生装置，其特征在于，所述注入器包括光阴极电子枪和位于光阴极电子枪下游的s波段或x波段的加速结构，所述光阴极电子枪设置为接收所述第一路超快激光以产生电子束，所述s波段或x波段的加速结构设置为对所述电子束进行加速。3.根据权利要求1所述的基于自由电子激光的太赫兹-x射线产生装置，其特征在于，所述脉冲展宽与分束系统包括第二分束片，所述第二路超快激光被所述第二分束片分为第一路子激光和第二路子激光，沿所述第一路子激光所在光路依次排布有可调延时器、第二反射镜和第一合束片，沿所述第二路子激光所在光路依次排布有第三反射镜、第一合束片和脉冲展宽器。4.根据权利要求1所述的基于自由电子激光的太赫兹-x射线产生装置，其特征在于，所述激光电子束调制系统包括一调制段波荡器。5.根据权利要求4所述的基于自由电子激光的太赫兹-x射线产生装置，其特征在于，所述调制段波荡器为周期为50毫米、磁间隙在24毫米到80毫米连续可调的波荡器。6.根据权利要求1所述的基于自由电子激光的太赫兹-x射线产生装置，其特征在于，所述直线加速段包括依次连接的第一加速单元、磁压缩器以及第二加速单元，所述第一加速单元设置为对来自所述激光电子束调制系统的电子束进行加速，加速后的电子束通过所述磁压缩器将能量调制转换为密度调制，密度调制的电子束通过第二加速单元生成可产生x射线的电子束。7.根据权利要求1所述的基于自由电子激光的太赫兹-x射线产生装置，其特征在于，所述x射线辐射段为周期为16厘米、磁间隙在4毫米到80毫米连续可调的波荡器。8.根据权利要求1所述的基于自由电子激光的太赫兹-x射线产生装置，其特征在于，所述太赫兹辐射段为周期为40厘米和80厘米可切换、磁间隙在9毫米到80毫米连续可调的波荡器。9.根据权利要求1所述的基于自由电子激光的太赫兹-x射线产生装置，其特征在于，所述x射线延迟系统包括用于将x射线和太赫兹辐射分开的第三分束片，沿x射线所在光路依次排布有第一多层膜反射镜、第二多层膜反射镜、第三多层膜反射镜、第四多层膜反射镜和第二合束片，沿太赫兹辐射所在光路依次排布有第四反射镜、第五反射镜和所述第二合束片。10.根据权利要求9所述的基于自由电子激光的太赫兹-x射线产生装置，其特征在于，所述第三分束片和所述第二合束片均为中心孔大小为1毫米的平面镜。
技术总结
本发明涉及一种基于自由电子激光的太赫兹-X射线产生装置，其包括超快激光系统以及依次连接的注入器、激光电子束调制系统、直线加速段、X射线辐射段、太赫兹辐射段、X射线延迟系统，超快激光系统包括超快激光器、脉冲展宽与分束系统、第一分束片以及第一反射镜，超快激光器设置为产生超快激光脉冲，第一分束片将超快激光脉冲分为第一路超快激光和第二路超快激光，第一路超快激光传输至注入器，第二路超快激光传输至脉冲展宽与分束系统，注入器在接收到第一路超快激光时生成电子束，脉冲展宽与分束系统根据第二路超快激光生成双脉冲激光，并将双脉冲激光传输至激光电子束调制系统。本发明产生的太赫兹-X射线，高脉冲能量、光谱带宽窄可调谐性好。宽窄可调谐性好。宽窄可调谐性好。
技术研发人员：康尹 张开庆 冯超 刘波
受保护的技术使用者：中国科学院上海应用物理研究所
技术研发日：2022.06.10
技术公布日：2022/8/30