專利名稱：高能電子束磁場(chǎng)診斷儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及等離子體，特別是一種用于測(cè)量等離子體中高能電子束伴生磁場(chǎng)的高能電子束磁場(chǎng)診斷儀。
背景技術(shù)：
法拉第效應(yīng)是指偏振光在一定介質(zhì)中經(jīng)過(guò)與偏振方向垂直的磁場(chǎng)后，偏振方向會(huì)發(fā)生一定程度偏轉(zhuǎn)的效應(yīng)。該效應(yīng)多用于等離子體內(nèi)部較強(qiáng)磁場(chǎng)的診斷，2010年，M.C.Kaluza等首次將該效應(yīng)用于對(duì)激光尾波場(chǎng)所加速出來(lái)的電子束所產(chǎn)生的磁場(chǎng)的診斷(參見(jiàn) Kaluza, M.C., et al., Measurement of Magnetic-field structures in aLaser-wakefield Accelerator.Physical Review Letters, 2010.105(11):p.115002-1150
02.)，對(duì)于高能電子束而言，其等效的高強(qiáng)度電流會(huì)在電子束周圍產(chǎn)生非常強(qiáng)的伴生磁場(chǎng)，通過(guò)將一束線偏振超短飛秒激光從電子束側(cè)面入射到該磁場(chǎng)上，如

圖1所示，激光的偏振
方向會(huì)發(fā)生變化，該偏轉(zhuǎn)角為
權(quán)利要求
1.一種用于測(cè)量等離子體中高能電子束伴生磁場(chǎng)的高能電子束磁場(chǎng)診斷儀，特征在于其結(jié)構(gòu)包括同步裝置(I)、飛秒激光器(2)和矩形的真空不銹鋼腔體(7)，所述的同步裝置(1)同步控制所述的飛秒激光器(2)和待測(cè)電子源，所述的真空不銹鋼腔體(7)正對(duì)待測(cè)電子源輸出的待測(cè)電子束入射方向的兩面分別安裝有第一法蘭(10)和第二法蘭(11 )，該真空不銹鋼腔體(7)的另兩面設(shè)有第一玻璃窗片(8)和第二玻璃窗片(9)，所述的飛秒激光器(2)發(fā)射出與電子束前進(jìn)方向平行的線偏振探測(cè)光，在該線偏振探測(cè)光路上依次設(shè)置第一反射鏡(3)、第二反射鏡(5)、第三反射鏡(6)、真空不銹鋼腔體(7)的第一玻璃窗片(8)、薄玻璃片(12)、噴氣區(qū)域(13)、短焦透鏡(14)、第二玻璃窗片(9)、長(zhǎng)焦透鏡(15)、半透半反式分束片(16)、第二格林棱鏡(19)和第二 CXD (20)，在所述的半透半反式分束片(16)的反射光方向依次是第一格林棱鏡(17)和第一 (XD(18),所述的第一反射鏡(3)、第二反射鏡(5)、第三反射鏡(6)和半透半反式分束片(16)與所述的線偏振探測(cè)光成45°，第二反射鏡(5)和第三反射鏡(6)設(shè)置在第一電控平移臺(tái)(4)上，所述的第一反射鏡(3)、第二反射鏡(5)、第三反射鏡(6)和第一電控平移臺(tái)(4)組成光程延時(shí)器，所述的薄玻璃片(12)設(shè)置在第二電控平移臺(tái)(21)上，所述的噴氣區(qū)域(13)位于所述的待測(cè)電子束和探測(cè)光的交點(diǎn)，所述的短焦透鏡(14 )和長(zhǎng)焦透鏡(15)共焦，所述的由短焦透鏡(14 )和長(zhǎng)焦透鏡(15 )所構(gòu)成的4F系統(tǒng)的物點(diǎn)為電子束的測(cè)量位置，像點(diǎn)位于第一 CXD (18)和第二 CXD (20)的測(cè)量面陣上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高能電子束磁場(chǎng)診斷儀，其特征在于所述的第一電控平移臺(tái)(4)在與電子束前進(jìn)方向相垂直的方向上進(jìn)行調(diào)節(jié)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高能電子束磁場(chǎng)診斷儀，其特征在于所述的第二電控平移臺(tái)(21)在與電子束前進(jìn)方向相平行的方向上進(jìn)行調(diào)節(jié)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的磁場(chǎng)診斷儀，其特征在于所述的玻璃片(12)為單層玻璃片。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高能電子束磁場(chǎng)診斷儀，其特征在于所述的玻璃片(12)為階梯狀玻璃片，該階梯狀玻璃片是在基片上疊加N個(gè)玻璃階梯構(gòu)成，第i個(gè)階梯的厚度Wi和寬度Li滿足如下的條件:(n-1) WiKn-1)鐘^/2，其中η為玻璃的折射率，i = 1、2、3…、N，Wtl為基片的厚度。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高能電子束磁場(chǎng)診斷儀，其特征在于所述的所有反射鏡都鍍有激光器(2 )所對(duì)應(yīng)的反射膜。
7.根據(jù)權(quán)利要求 1至6任一項(xiàng)所述的高能電子束磁場(chǎng)診斷儀，其特征在于所述的短焦透鏡(14)和長(zhǎng)焦透鏡(15)所構(gòu)成的4F系統(tǒng)的放大倍率在5 20之間。
全文摘要
一種用于測(cè)量等離子體中高能電子束伴生磁場(chǎng)的高能電子束磁場(chǎng)診斷儀，包括同步裝置、飛秒激光器和矩形的真空不銹鋼腔體，通過(guò)在探測(cè)光路中簡(jiǎn)單地垂直插入合適厚度的高性能玻璃薄片，對(duì)穿過(guò)該玻璃片的那部分探測(cè)光進(jìn)行光路延時(shí)，實(shí)現(xiàn)了在單次條件下對(duì)等離子體中電子束磁場(chǎng)的多時(shí)間點(diǎn)測(cè)量，本發(fā)明具有測(cè)量效率高、操作簡(jiǎn)單、方便高效、應(yīng)用范圍廣的優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)G01R33/032GK103235272SQ20131015117
公開(kāi)日2013年8月7日 申請(qǐng)日期2013年4月26日 優(yōu)先權(quán)日2013年4月26日
發(fā)明者李文濤, 劉建勝, 王成, 王文濤, 田野, 陳強(qiáng), 張志鈞 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院上海光學(xué)精密機(jī)械研究所