[发明专利]一种稳定的液体靶激光等离子体光源

说明书

一、技术领域

本发明属于软X射线-极紫外光学技术领域中涉及的一种激光等离子体光源。

二、背景技术

在空间光学、天体物理学、辐射计量等现代科学探索中，作为一种手段往往需要软X射线-极紫外光源，在医学诊断、材料分析、投影光刻、显微镜技术等现代高科技领域中，软X射线-极紫外光源已经得到较为广泛的应用。

早期的激光等离子体软X射线光源，是使用高功率密度的脉冲激光聚焦在金属靶上，形成高温等离子体，并由高温等离子体产生软X射线和极紫外波段的光辐射。这种情况下在激光等离子体形成的同时，也伴随着大量金属碎屑的产生，对光源附近的光学元件造成损害或降低其光学性能，为此，要对靶的材料进行改变。近年来出现了使用气体或液体靶的激光等离子体光源。

与本发明最为接近的已有技术是中国科学院长春光学精密机械与物理研究所于2004年11月申请的实用新型专利，名称为“一种液滴靶激光等离子体软X射线光源”，申请号为：200420012670.7，如图1所示。包括隔离管1、制冷管进口2、压电陶瓷振子3、密封杆4、入气口5、绝缘杆6、弹簧7、制冷管出口8、阀体9、弹簧10、密封杆阀尖11、喷嘴入口12、电阻加热丝13、制冷管14、真空靶室15、喷嘴16、真空泵17、聚光透镜18、激光束19、真空靶室窗口20、喷嘴出口21、阳极22。

阀体9置于真空靶室15内，上面设有入气口5，绝缘杆6固定在弹簧7上，弹簧7和弹簧10固定在阀体9上，压电陶瓷振子3的两端固定在弹簧10上，密封杆4在压电陶瓷振子3的下方并与其垂直固定在压电陶瓷振子3的中心处，在压电陶瓷振子3的作用下产生上下位移，密封杆阀尖11对准喷嘴入口12，阳极22绝缘固定在阀体9上，阀体9作为阴极；在安装阀体9的真空靶室15的壁上，左右固连装有两个隔热管1，左边的隔热管1与制冷管进口2密封配合安装，右边的隔热管1与制冷管出口8密封配合安装，制冷管14紧密地缠绕在喷嘴16的外壁周围，在制冷管14的外侧还紧密缠绕电阻加热丝13。真空泵17与真空靶室15相通连，工作时对真空靶室15进行抽真空，在真空靶室15的一个侧面开有真空靶室窗口20，在窗口外置有聚光透镜18，激光束19经聚光透镜18和真空靶室窗口20聚焦在从喷嘴出口21喷出的液滴上，在激光的作用下产生激光等离子体辐射软X射线-极紫外光辐射，形成软X射线-极紫外光光源。

该液滴靶激光等离子体软X射线光源存在的主要问题是：需要使用制冷剂，如液氮或液氦。使用不便，且增加使用成本；使用分立的加热系统和制冷系统，不能实现对喷嘴的高精度温度控制，影响了光源的稳定性；使用易烧断的电阻丝作为加热器降低了光源的使用寿命。

三、发明内容

为了克服已有技术存在的缺陷，本发明的目的在于提高光源的稳定性，增加光源的使用寿命，降低成本，特设计一种新的软X射线-极紫外光源。

本发明要解决的技术问题是：提供一种稳定的液体靶激光等离子体光源。解决技术问题的技术方案如图2所示：包括激光束23、聚光透镜24、真空靶室窗口25、喷嘴出口26、真空泵27、喷嘴28、真空靶室29、喷嘴入口30、密封杆的阀尖31、密封杆32、压电陶瓷振子33、绝缘杆34、压缩弹簧35、复位弹簧36、阀体37、金属法兰38、密封圈39、密封圈40、螺栓41、绝热板42、致冷器支架43、半导体致冷器44、入气口45、金属制冷管46、传热金属47、真空靶室法兰48、阳极49、真空靶室壳体50。