[发明专利]一种超快脉冲辐解的探测系统

说明书

本发明提供的一种超快脉冲辐解的探测系统，通过电子枪产生大电荷量的电子束团，再通过加速装置进行加速和相位压缩，有效地对大电荷量电子束团进行束团长度压缩，其脉冲宽度可至飞秒量级，有效实现超快脉冲辐解。同时，由于电子束团具有短束团大电荷量的特点，且束团长度与太赫兹波长相当，可在太赫兹波长范围内实现相干辐射，大大提高太赫兹辐射功率，从而提高探测效率。此外，由于用于泵浦的第二电子束团和用于探测的太赫兹光基于同源电子束，可以实现完全同步和精确时间调节的泵浦探测。

技术领域

本发明涉及辐射化学、电子加速器和太赫兹技术领域，更具体地说，涉及一种超快脉冲辐解的探测系统。

背景技术

脉冲辐解技术集成了电子束激发和时间分辨探测方法，是辐射化学基础过程研究的重要技术手段，在物理、化学和生物等领域有着广泛的应用。为了研究超短时间尺度内的化学机理或更复杂反应体系的反应过程，需要设计更高时间分辨率和更先进检测技术的脉冲辐解系统。

发明内容

有鉴于此，为解决上述问题，本发明提供一种超快脉冲辐解的探测系统，技术方案如下：

一种超快脉冲辐解的探测系统，所述探测系统包括：激光源、延时分束装置、电子枪、加速装置、横向聚焦结构、辐射介质、功率源子系统、控制子系统、具有透射孔的聚焦变向结构及第一延时光路；

其中，所述电子枪和所述加速装置位于所述横向聚焦结构的内部，且所述电子枪、所述加速装置和所述横向聚焦结构同轴设置；

所述激光源用于出射激光脉冲至所述延时分束装置；

所述延时分束装置用于将所述激光脉冲转变成第一激光脉冲和第二激光脉冲；

所述电子枪用于将所述第一激光脉冲和所述第二激光脉冲转变为第一电子束团和第二电子束团；

所述加速装置用于对所述第一电子束团和所述第二电子束团进行相位压缩和能量提升；

所述横向聚焦结构用于对所述第一电子束团和所述第二电子束团进行横向聚焦；

所述辐射介质用于将所述第一电子束团的轨道进行偏转，并产生太赫兹光，所述太赫兹光通过所述第一延时光路入射至样品表面；

所述辐射介质还用于将所述第二电子束团沿直线传输，并通过所述聚焦变向结构的透射孔入射至样品表面；

所述功率源子系统用于为所述电子枪和所述加速装置提供微波功率；

所述控制子系统用于控制所述激光源、所述功率源子系统和所述辐射介质的工作状态。

优选的，所述延时分束装置包括：半波片、偏振分束镜、第二延时光路和偏振合束镜；

所述半波片用于调整所述激光脉冲的偏振方向；

所述偏振分束镜用于将所述半波片处理后的激光脉冲分为第一路激光脉冲和第二路激光脉冲；

所述第一路激光脉冲直接入射至所述偏振合束镜，以及所述第二路激光脉冲经过所述第二延时光路再入射至所述偏振合束镜，在所述偏振合束镜处汇合形成激光脉冲对，即，第一激光脉冲和第二激光脉冲。

优选的，所述延时分束装置还包括：多个反射镜；

所述反射镜用于改变所述激光脉冲、所述第一激光脉冲和所述第二激光脉冲的光路。

优选的，所述加速装置包括：压缩段行波加速管和升能段行波加速管；

所述电子枪、所述压缩段行波加速管和所述升能段行波加速管在轴线上依次排布。

优选的，所述电子枪和所述压缩段行波加速管之间的距离为1.0m-1.7m；