[发明专利]一种产生飞秒级时间分辨的X射线源的装置及方法

权利要求书

1.一种用于产生飞秒级时间分辨的X射线源的装置，包括：飞秒激光器、反射镜、聚焦光学元件以及设置在真空靶室中的靶物质和超声气体喷嘴，其中，所述飞秒激光器用于输出脉宽在飞秒量级的激光脉冲，所述激光的对比度在10^-9至10^-8范围内；

所述聚焦光学元件用于接收所述激光脉冲并将其引导到聚焦光学元件的聚焦区域，所述聚焦区域激光的平均强度至少为5×10¹⁶W/cm²；

所述靶物质通过所述超声气体喷嘴后变为团簇，并与所述聚焦区域的激光脉冲相互作用后产生飞秒级X射线，所述气体为惰性气体。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述聚焦光学元件为离轴抛物镜、球面聚焦镜或长焦透镜。

3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，还包括铍膜，用于当所产生的飞秒级X射线经过该铍膜，以滤掉杂散光。

4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，还包括CCD和计算机，用于当所产生的飞秒级X射线入射到其中时，探测聚焦区域的等离子体阴影像并测量X射线的能谱与通量。

5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，还包括探针光系统，其设置在聚焦区域上，用于探测聚焦区域的等离子体阴影像。

6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述探针光系统包括入射到所述聚焦区域的探针光。

7.一种用于产生飞秒级时间分辨的X射线源的方法，包括以下步骤：

1)将飞秒量级的激光脉冲会聚到聚焦区域，所述激光的对比度在10^-9至10^-8范围内，所述聚焦区域激光的平均强度至少为5×10¹⁶W/cm²；

2)惰性气体的团簇与聚焦区域的所述激光脉冲相互作用并产生飞秒级X射线。

8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述惰性气体的团簇在真空下形成。

9.根据权利要求7或8所述的方法，其特征在于，还包括步骤3)：对步骤2)的飞秒级X射线进行单光子计数。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，还包括步骤4)：测量步骤2)的飞秒级X射线流强。