一种激光尾场正电子加速装置及方法
知识产权简介
本申请提供一种激光尾场正电子加速装置，包括：基座、毛细管和铜电极，基座上设有正电子产生单元和正电子加速单元；正电子产生单元包括金属管和金属靶，金属管通过充气通道充入气体，与入射的第一激光束相互作用产生高能电子束，金属靶设于金属管与毛细管之间的束流传输路径上，与高能电子束相互作用产生正电子束；毛细管内部设有正电子束通道和激光弯曲导引通道，正电子束通道与金属管同轴设置，接收并导引正电子束；激光弯曲导引通道，接收并导引第二激光束，并在毛细管内形成激光尾场，激光尾场与正电子束通道内的正电子束相遇，实现对正电子的持续加速。本申请将正电子产生及加速集成在小型设备装置上，实现首次利用激光尾场方式加速正电子。
转化前景
本申请提供的一种激光尾场正电子加速装置，采用金属管产生电子、金属靶转换产生正电子和毛细管尾场加速正电子三段式级联架构的技术手段，首次实现了基于激光尾场机制的正电子加速，填补了现有激光尾场加速技术仅能实现电子加速的领域空白，同时通过在同一基座上集成正电子产生单元与正电子加速单元，实现了正电子产生与加速的一体化、小型化设计，缩减了传统正电子加速器的体积；通过金属管与正电子束通道的同轴设置，保证了正电子束能够精准、低损耗地入射至加速通道内，避免了复杂的束流准直与传输调控系统，简化了装置操作与调试难度；毛细管内独立的正电子束通道与激光弯曲导引通道的双通道设计，实现了加速激光与正电子束的时空精准匹配，配合铜电极放电形成的等离子体通道对激光的稳定导引，保障了激光尾场的稳定形成与持续加速能力，同时缩短了正电子束从产生到加速的传输距离，降低了正电子束传输过程中的品质损耗，提升了正电子加速效率与最终输出束流的综合性能。