[发明专利]一种高能带电粒子成像装置

权利要求书

1.一种高能带电粒子成像装置，其特征在于，依次包括：

粒子源，用于产生高能脉冲带电粒子束；

束流匹配传输段，用于将高能脉冲带电粒子束传输到样品处；

等离子体成像透镜组，对携带样品信息的高能脉冲带电粒子束聚焦形成点对点的像，所述等离子体成像透镜组包括依次排列的多级等离子体成像透镜，且后级等离子体成像透镜的物平面与前级等离子体成像透镜的像平面重合，所述样品位于最前级等离子体成像透镜的物平面处；

和探测系统，用于采集样品形成的点对点的像，并转换成图像，以直观显示样品的实空间信息；

在物距、像距和等离子体成像透镜组的放大倍数基本保持不变的情形下，通过调整等离子体成像透镜的长度或内径，以达到匹配高能脉冲带电粒子束的能量的目的。

2.根据权利要求1所述的一种高能带电粒子成像装置，其特征在于，所述粒子源产生具有脉冲时间结构的脉冲带电粒子束，所述脉冲带电粒子束经过加速器增能为高能脉冲带电粒子束。

3.根据权利要求1所述的一种高能带电粒子成像装置，其特征在于，所述高能脉冲带电粒子束经过匹配传输段的横向处理传输至样品上，且其横向尺寸与样品尺寸匹配。

4.根据权利要求1所述的一种高能带电粒子成像装置，其特征在于，所述样品的总体放大倍数等于各级等离子体成像透镜放大倍数的乘积。

5.根据权利要求1-4任一所述的一种高能带电粒子成像装置，其特征在于，所述等离子体成像透镜包括放电管和脉冲高压模块，所述放电管内充满气体，所述脉冲高压模块用于向放电管施加脉冲高压，在脉冲高压作用下，放电管内气体被击穿形成等离子体，促使脉冲电流形成角向脉冲强磁场。

6.根据权利要求5所述的一种高能带电粒子成像装置，其特征在于，所述探测系统包括成像屏和图像采集器，所述成像屏位于最后级等离子体成像透镜的像平面，携带样品实空间信息的高能脉冲带电粒子束传输至成像屏产生荧光信号，图像采集器采集所述荧光信号并转换成数字化图像，以直观显示样品的实空间信息。

7.根据权利要求6所述的一种高能带电粒子成像装置，其特征在于，在物距、像距、等离子体成像透镜结构和等离子体成像透镜组的放大倍数基本保持不变的情形下，通过调整加载脉冲电流的强度及角向脉冲强磁场的磁场梯度，以达到匹配高能脉冲带电粒子束的能量的目的。