[发明专利]激光离子源以及重粒子线治疗装置

说明书

技术领域

本发明的实施方式涉及通过照射激光产生离子的激光离子源以及利用该激光离子源的重粒子线治疗装置。

背景技术

众所周知，作为产生离子的方法，一般地有在离子源中使气体中产生放电而得到离子的方法。作为产生放电的方法，使用微波或电子束。

另外，利用激光器的激光离子源，将激光聚光并照射到靶上，使该靶元素蒸发，离子化而生成等离子体。另外，激光离子源是将该等离子体中含有的离子以等离子体的方式输送，在引出该离子时加速，生成离子束的装置（例如，参照专利文献1、2）。

所以，激光离子源通过将激光照射到固体靶上，能够产生离子，有利于产生脉冲大电流、多价离子。

在激光离子源中产生的离子，具有相对于固体靶的面的垂直方向的初速度。因此，激光离子源能够通过将与离子产生部同电位的输送管延伸到输送方向的下游而输送离子。另外，激光离子源通过在等离子体的输送路径上设置电极而施加正电场，由此也能使不需要的离子不能通过（参照专利文献3）。

另外，在非专利文献1中记载有激光离子源中的激光入射系统的构造。该技术将从YAG激光出射的激光从真空容器的外部经由两个反射镜导入到真空容器。该激光通过真空容器的真空窗导入真空容器内。在该真空容器内，激光通过反射镜被反射而入射到透镜，通过该透镜进行聚光而照射到靶上。

专利文献

专利文献1：特许第3713524号公报

专利文献2：特开2009-37764号公报

专利文献3：特开2012-99273号公报

非专利文献

非专利文献1：Review of Scientific Instruments81,02A510（2010发行）

在上述非专利文献1中记载的激光入射系统中，需要将反射镜和透镜轴对中。该情况下，由于在真空容器内作为光学系统配置有反射镜和透镜，为了从真空容器外调整反射镜和透镜的相对的轴方向位置需要电机等的驱动机构。

因此，上述非专利文献1的激光离子源存在将配线引绕到真空容器外等的结构复杂化的课题。

另外，在上述非专利文献1的激光离子源中，在等离子体生成部设置反射镜和透镜后，附着消融粒子引起的污垢，引起向靶的激光照射性能的下降。

因此，需要进行反射镜和透镜的更换或设置它们的污垢防止机构（真空容器内设置卷取式透明薄膜等）。

因此，在上述激光离子源中，在进行反射镜和透镜的更换时，需要再次调整光学系统的轴方向位置。另外，若在真空容器内配置污垢防止机构则存在有结构复杂化的课题。

发明内容

本发明的实施方式要解决的课题为，其目的在于提供一种容易进行聚光透镜的轴对中，结构简单的激光离子源以及使用该激光离子源的重粒子线治疗装置。

为了达成上述目的，本发明的实施方式的激光离子源具有：被真空排气，形成有用于入射激光的入射窗的真空容器；配置在上述真空容器内，通过上述激光的照射产生离子的靶；以及在上述靶上对上述激光进行聚光的聚光透镜，在上述真空容器的入射窗设置上述聚光透镜，将该聚光透镜作为真空隔壁。

另外，本发明的实施方式的激光离子源具有：被真空排气，形成有用于入射激光的入射窗的真空容器；配置在上述真空容器内，通过上述激光的照射产生离子的靶；设置于上述真空容器的入射窗，具有真空隔壁功能用于导入上述激光的真空窗；以及配置在上述真空容器外，通过上述真空窗在上述靶上对上述激光进行聚光的聚光透镜。

本发明的实施方式的重粒子线治疗装置具有上述实施方式的激光离子源的任一种。

发明的效果：

通过本发明的实施方式，能够容易地进行聚光透镜的轴对中，结构简单。

附图说明

图1是表示具有本发明的实施方式中的激光离子源的重粒子线治疗装置的构成的一例的图。

图2是表示本发明的激光离子源的第一实施方式的构成的概略剖面图。

图3是表示图2的透镜安装机构的放大剖面图。

图4是表示本发明的激光离子源的第二实施方式的透镜安装机构的放大剖面图。

图5是表示本发明的激光离子源的第三实施方式的构成的概略剖面图。

图6是表示图5的透镜安装机构的放大剖面图。

图7是表示本发明的激光离子源的第四实施方式的真空窗以及透镜安装机构的放大剖面图。

图8是表示本发明的激光离子源的第五实施方式的真空窗以及透镜安装机构的放大剖面图。

图9是表示本发明的激光离子源的第六实施方式的构成的概略剖面图。