多面交叉并排面电子流横向碰撞高电荷重离子高能激光器的制作方法

本实用新型属于大型机电类产品，具体为多面交叉并排面电子流横向碰撞高电荷重离子高能激光器。

背景技术：

现今已在实验室中利用类氢、类锂、类氖和类镍等低电荷离子的电子纵向碰撞电离激发跃迁，得到了波长在范围内的单束激光，但单色亮度小、功率低、波长也还不够短、还不能实际应用。

在2016年09月05日，本申请人对2013年8月28日已公告授权的发明专利申请“高速面电子流横向来回碰撞高电荷离子双束激光发射装置”(zl200910164613.8)进行了重大改进后、提交的实用新型专利申请“并排式面电子流横向碰撞高电荷离子高能双束激光器”(zl201621065724.5)已在2017年07月14日公告授权。本实用新型专利申请又对上述实用新型专利申请(zl201621065724.5)进行了重大改进，可望取得更加显著的功效。

技术实现要素：

本实用新型的目的是克服上述现今激光发射装置的严重缺陷，解决了如何产生和利用高电荷重离子的高速多面交叉并排面电子流横向来回碰撞电离激发跃迁，来获得单色亮度大、功率高、波长更短的能实用的高能激光的技术问题，同时提供了一套能产生高速多面交叉并排面电子流和高电荷重离子束，并通过高速多面交叉并排面电子流横向来回反复碰撞激发高电荷重离子束、来获得单色亮度大、功率高、波长很短的能实用的高电荷重离子更高强度的高能激光的发射装置，由电偏转器和套在电偏转器上面的磁偏转器组成高电荷重离子束输出输入通道可提高高电荷重离子束的纯度并减少输入时的损耗。因为加速电子比加速重离子容易得多，所以本实用新型专利申请可以使装置大大的小型化。

本实用新型专利申请可为高能激光器的研制和应用开辟一条新的途径。

本实用新型需要解决的技术问题是：

1、因为在同一类等电子系列离子中，离子越重、荷电量越多，同一跃迁的波长就越短。所以要获得更短波长的激光，就必须要获得离化度更高、荷电量更多的高电荷重离子。要获得单色亮度大，功率高的激光束，所利用的高电荷重离子的密度或束流强度就必须很大，电离和激发用的面电流强度也必须很大。现今获得高电荷重离子的方法是使用大型的离子源和巨型的加速器，将低电荷离子加速后与靶碰撞来获得高电荷重离子。这些设备巨大，消耗的能量也很巨大，但获得的高电荷重离子束的强度却很小，只能作光谱分析实验，不能作实用的激光实验。如何利用普通的小型简单机电设备获得高强度的高电荷重离子束和更高强度的面电子流是本实用新型需要解决的第一个技术问题。

2、现今的电离和激发用的电流强度虽很大，但都是线状的，只能对重离子束进行纵向碰撞。纵向碰撞设备简单，但受自由程的限制，碰撞时电子的能量不可能很大，且各次碰撞的能量具有很大的不确定性，其能量恰能将重离子激发到某激光能级上去的电子数很少，大部分电子的能量都转化成了重离子的热能、浪费了，电能转化为光能的效率很低，致使获得的激光强度很弱，单色亮度很小。如何使每个碰撞到重离子上的电子都能以确定的恰能将重离子激发到某激光能级上去的能量去碰撞重离子，使每个电子的能量都能充分地转化为重离子的激发能，并通过自发辐射转化为激光的光能。是本实用新型需要解决的第二个技术问题。

3、在本申请人提交的发明专利申请“高速面电子流横向来回碰撞高电荷离子双束激光发射装置”(zl200910164613.8)和对它进行了重大改进后提交的实用新型专利申请“并排式面电子流横向碰撞高电荷离子高能双束激光器”(zl201621065724.5)中、能产生的面电子流强度和能获得的激光强度都比较大了，但还不够大。如何使能产生的面电子流强度和能获得的激光强度都更大，是本实用新型需要解决的第三个技术问题。

4、在上述发明专利申请和实用新型专利申请中，只能输出高能激光，不能输出高能高电荷重离子。如何能既可输出高能激光，必要时又能输出电离度不同的各种高能高电荷重离子，是本实用新型需要解决的第四个技术问题。

技术方案

一种多面交叉并排面电子流横向碰撞高电荷重离子高能激光器，所述多面交叉并排面电子流横向碰撞高电荷重离子高能激光器因其并排面电子流的面数不同而分为两种类型：三面交叉并排面电子流横向碰撞高电荷重离子高能激光器和四面交叉并排面电子流横向碰撞高电荷重离子高能激光器，其共同特征是：多面交叉并排面电子流横向碰撞高电荷重离子高能激光器由一个包含有未电离重原子返回通道(1’、1”)的低速多面交叉并排面电子流横向碰撞单电荷重离子束注入段(a)、一个通过低速多面交叉并排面电子流横向碰撞单电荷重离子束注入段(a)的单电荷重离子束输出输入通道(7)和低速多面交叉并排面电子流横向碰撞单电荷重离子束注入段(a)相连接的包含有多电荷重离子返回通道(21)的扁跑道形高速多面交叉并排面电子流横向碰撞高电荷重离子电离环(b)、一个通过多电荷重离子返回通道(21)中的高电荷重离子束输出输入通道(21”)和高电荷重离子束输出输入通道(21”)相联接的既可输出高能激光、又可输出高电荷重离子的扁跑道形高速多面交叉并排面电子流横向碰撞高电荷重离子激发环(c)、以及它们所需的动力、电器、真空附属设备组成，低速多面交叉并排面电子流横向碰撞单电荷重离子注入段(a)和扁跑道形高速多面交叉并排面电子流横向碰撞高电荷重离子电离环(b)安装在一个密封的抽成真空的扁长方体大电离箱(38)中，扁跑道形高速多面交叉并排面电子流横向碰撞高电荷重离子激发环(d)安装在另一个固定在扁长方体大电离箱(38)上面的密封的抽成真空的扁长方体大激发箱(39)中，它们所需的动力、电器、真空附属设备都安装在另一个位于扁长方体大电离箱(38)下面或旁边的可装卸的扁长方体大附件箱(40)中，

所述低速多面交叉并排面电子流横向碰撞单电荷重离子束注入段(a)位于扁跑道形高速多面交叉并排面电子流横向碰撞高电荷重离子电离环(b)的左边，它由一个装有高频感应加热电路的高温原子炉(1)、一个与高温原子炉(1)的正多边形炉口(2)相连接的加有略大于重原子单电离电位电压的低速多面交叉并排面电子流横向碰撞单电离区(a)、一个与低速多面交叉并排面电子流横向碰撞单电离区(a)相连接的加有一定电压的外面套有一个由50-100个比正多边形炉口(2)横截面稍大的由铜管或银管或金管制成的正多边形金属框(11)和高电阻(12)相间串联而成的梯度离子加速管(5)、由一个与梯度离子加速管(5)连接的左边带负电的金属条(7’)组成的单电荷重离子束(4)输出输入通道(7)和与单电荷重离子束(4)输出输入通道(7)在同一直线上的末端装在高压气体压缩机(1”)左端的未电离重原子反回通道(1’)构成，高压气体压缩机(1”)的右端固定装在高温原子炉(1)的左侧，单电荷重离子束(4)输出输入通道(7)的末端和扁跑道形高速多面交叉并排面电子流横向碰撞高电荷重离子电离环(b)中的电磁速度选择器(13)后端的入口相联，

所述低速多面交叉并排面电子流横向碰撞单电荷重离子束注入段(a)中的低速多面交叉并排面电子流横向碰撞单电离区(a)由三面或四面相互等间隔交叉的并排面电子流横向碰撞单电离区组成，每面并排面电子流横向碰撞单电离区均由2-10个并排放置的发射腔(a’)和2-10个并排放置的反射腔(a”)组成，发射腔(a’)由表面涂有bao材料的横截面略大于正多边形炉口(2)横截面的处于重原子束上侧的由细长钨片作成的通电热阴极(8)和一个与通电热阴极(8)平行相邻的由50-100个面积略大于通电热阴极(8)面积的与高电阻(12)相间串联在一起的由铜管或银管或金管制成的平行扁长方形金属框(11)组成，反射腔(a”)和发射腔(a’)结构相同、在同一个平面上、处于单电荷重离子束(4)的下侧、位置对称，但反射腔(a”)没有通电热阴极(8)，各个发射腔(a’)和各个反射腔(a”)中间的单电荷重离子束外套有一个通电导向线圈(a”’)，通电导向线圈(a”’)的宽度和发射腔(a’)和反射腔(a”)的宽度之比为1∶5-1∶3，发射腔(a’)两端所加的电压略大于已由实验测知的重原子单电离电离电位、方向向下，反射腔(a”)两端所加的电压比发射腔(a’)两端所加的电压大5％-10％、方向相反，在各个发射腔(a’)和各个反射腔(a”)外各套有一个横截面比发射腔(a’)和反射腔(a”)横截面稍大的扁长方形通电导向线圈(10、10’)，

所述扁跑道形高速多面交叉并排面电子流横回碰撞高电荷重离子电离环(b)由一个电磁速度选择器(13)、一个高速多面交叉并排面电子流横向反复碰撞多电离区(b)、一个左端横截面稍大于正多边形炉口(2)截面、右端横截面的宽度是左端横截面宽度的5分之1-4分之1、右端横截面高度和左端横截面高度相同的、入口是正多边形一端、出口是扁长方形一端的第一通电导向磁聚焦线圈(15)、一对180°转向磁铁(20)、一个高度稍大于第一通电导向磁聚焦线圈(15)高度、宽度是正多边形炉口(2)高度4-10倍的套有通电导向线圈(21’)的多电荷重离子返回通道(21)和另一对180°转向磁铁(20’)相继串联而成，电磁速度选择器(13)由上下一对永久磁铁和左右一对带等量异号电荷的平行金属板组成，高速多面交叉并排面电子流横向碰撞多电离区(b)由处于重原子束左右两侧和上下两侧的三面或四面相互等间隔交叉的并排面电子流横向碰撞多电离区组成，每面并排面电子流横向碰撞多电离区均由8-16个并排放置的发射腔(b’)和8-16个并排放置的反射腔(b”)组成，发射腔((b’)由表面涂有bao材料的宽度略大于正多边形炉口(2)宽度、长度是正多边形炉口(2)宽度3-6倍的处于混合重离子束(4)上侧的由细长钨片作成的通电热阴极(8)和一个与通电热阴极(8)平行相邻的由50-100个面积略大于通电热阴极(8)面积的与高电阻(12)相间串联在一起的由铜管或银管或金管制成的平行扁长方形金属框(11)组成，反射腔(b”)和发射腔(b’)结构相同、在同一个平面上、处于混合离子束(4)左右两侧或上下两侧、位置对称，但反射腔(b”)没有通电热阴极(8)，各个发射腔(b’)和各个反射腔(b”)中间的混合离子束(4)外套有一个通电导向线圈(b”’)，通电导向线圈(b”’)的宽度和发射腔(b’)和反射腔(b”)的宽度之比为1∶5-1∶3，发射腔(b’)两端所加的电压略大于需由理论计算才能得知的重原子电离度为μ的总电离电位、方向向下，反射腔(b”)两端所加的电压比发射腔(b’)两端所加的电压大5％-10％、方向相反，在各个发射腔(b’)和各个反射腔(b”)外各套有一个横截面比发射腔(b’)和反射腔(b”)横截面稍大的扁长方形通电导向线圈(15’、15”)，在多电荷重离子返回通道(21)后端内侧装有的高电荷重离子束输出输入通道(21”)由电偏转器和套在电偏转器上面的磁偏转器组成，电偏转器由固定在一块位于多电荷重离子返回通道(21)后端、靠近180°转向磁铁(20)处的绝缘平板(18)中间扁长方形小孔前后两短边的带等量正负电荷的两同心的4分之1圆弧形铜片或银片或金片构成，两同心的4分之1圆弧形铜片或银片或金片的两侧装有一很薄的绝缘陶瓷片，绝缘平板上中间扁长方形小孔的面积较第一通电导向磁聚焦线圈(15)扁长方形出口的面积稍大，绝缘平板在一微型电动机的带动下可横向移动，半径较小的4分之1圆弧形铜片或银片或金片固定在绝缘平板(18)中间扁长方形小孔的后短边，其下沿和扁长方形小孔的后沿相切、且带负电，半径较大的同心圆弧形铜片或银片或金片固定在绝缘平板(18)中间扁长方形小孔的前短边，其下沿和多电荷重离子返回通道(21)内部扁长方形小孔后沿正下方处的底面相切，其上沿和半径较小的4分之1圆弧形铜片或银片或金片的上沿等高、且带正电，两同心的4分之1圆弧形铜片或银片或金片所带的等量正负电荷在两同心的4分之1圆弧形铜片或银片或金片间形成一辐射状电场，两同心的4分之1圆弧形铜片或银片或金片的下部和两侧装有的很薄的绝缘陶瓷片的下部构成电偏转器的和多电荷重离子返回通道(21)平形的扁长方形入口，两同心的4分之1圆弧形铜片或银片或金片等高的上部和两侧装有的很薄的绝缘陶瓷片的上部构成电偏转器的和多电荷重离子返回通道(21)平形的扁长方形出口，磁偏转器由套在电偏转器扁长方形出口外的通电导向磁扩散线圈和套在通电导向磁扩散线圈上面的通电导向磁聚焦线圈组成，通电导向磁扩散线圈截面是扁长方形的一端是入口、在下端，截面是正方形的一端是出口、在上端，下端入口的扁长方形截面比电偏转器细长方形出口截面稍大，通电导向磁扩散线圈的上端出口的截面是正方形，通电导向磁聚焦线圈下端入口的截面为一矩形，通电导向磁聚焦线圈上端出口为扁长方形，矩形的和多电荷重离子返回通道(21)平行的一边的宽度稍大于通电导向磁扩散线圈(15’)出口的宽度，矩形的和多电荷重离子返回通道(21)垂直一边的长度则稍大于多电荷重离子返回通道(21)的宽度，通电导向磁扩散线圈和与通电导向磁扩散线圈固定联结在一起的电偏转器和绝缘平板(18)可在微型电动机的带动下、在通电导向磁聚焦线圈下面内部左右移动，通电导向磁聚焦线圈从下端到中部的截面由矩形逐渐变为正方形，正方形以上再逐渐变窄变弯，末端出口指向水平方向，末端出口的截面是一扁长方形，末端出口指向水平方向，末端出口的扁长方形的宽度是扁长方形长度的5分之1-4分之1，扁长方形的长边和高电荷离子水平飘移直线轨道垂直，通电导向磁聚焦线圈上端的末端出口恰和高电荷离子水

平飘移直线轨道(23)中的入口下沿相切，多电荷离子返回通道(21)内侧的高电荷重离子束(22)经电偏转和磁偏转后恰能进入上面的扁跑道形高速多面交叉并排面电子流横向碰撞高电荷重离子激发环(c)中的高电荷重离子水平飘移直线轨道(23)中，

所述扁跑道形高速多面交叉并排面电子流横向碰撞高电荷重离子激发环(c)由一个扁田径跑道形环路、一个位于扁田径跑道形环路中的左右两条平行高电荷重离子水平飘移直线轨道(23、23’)中的每条平行高电荷重离子水平飘移直线轨道(23、23’)左右两侧和上下两侧的高速多面交叉并排面电子流横向碰撞激发区(d)、一个位于高速多面交叉并排面电子流(30)横向碰撞激发区(d)中间和高电荷重离子水平飘移直线轨道(23、23’)左右两侧和上下两侧的面电子流静电速度选择器(33)或套在高电荷重离子水平飘移直线轨道(23、23’)外围的桶状细长铜丝网和一个由位于高电荷重离子水平飘移直线轨道(23、23’)延长线上前后的由一个全反射镜(34)和一个半反射透镜(35)组成的光学共振腔构成，扁田径跑道形环路由前后两对180°转向磁铁(24、24’)和其间的左右两条平行高电荷重离子水平飘移直线轨道(23、23’)构成，扁跑道形高速多面交叉并排面电子流横向碰撞高电荷重离子激发环(c)位于扁跑道形较高速多面交叉并排面电子流横向碰撞高电荷重离子电离环(b)的的上面，在多电荷重离子返回通道(21)的中间内侧装有的高电荷重离子束输出输入通道(21”)的上端和扁跑道形高速多面交叉并排面电子流横向碰撞高电荷重离子激发环(c)右侧高电荷重离子水平飘移直线轨道上的入口相连接，

所述高速多面交叉并排面电子流横向碰撞激发区(d)由位于每条高电荷重离子水平飘移直线轨道(23、23’)左右两侧或上下两侧的三面或四面相互等间隔交叉的并排面电子流横向碰撞多电离区组成，每面并排面电子流横向碰撞多电离区均由10-20个并排放置的发射腔(d’)和10-20个并排放置的反射腔(d”)组成，发射腔(d’)由表面涂有bao材料的宽度略大于正多边形炉口(2)宽度、长度是正多边形炉口(2)宽度3-5倍的处于两高电荷重离子水平飘移直线轨道(23、23’)两上侧的由细长钨片作成的通电热阴极(31)和一个与通电热阴极(31)平行相邻的由50-100个面积略大于通电热阴极(31)面积的与高电阻(31”)相间串联在一起的由铜管或银管或金管制成的平行扁长方形金属框(31’)组成，反射腔(d”)和发射腔(d’)结构相同、在同一个平面上、处于每条高电荷重离子水平飘移直线轨道(23、23’)左右两侧或上下两侧、位置对称，但反射腔(d”)没有通电热阴极(8)，各个发射腔(d’)和各个反射腔(d”)中间的电离度为μ的高电荷重离子束外套有一个通电导向线圈(d”’)，通电导向线圈(d”’)的宽度和发射腔(d’)的宽度之比为1∶5-1∶3，发射腔(d’)两端所加的电压略大于恰能将选定的电离度为μ的高电荷重离子激发到某激光能级上所需的电压，方向向右或向下，反射腔(d”)两端所加的电压比发射腔(d’)两端所加的电压大5％-10％、方向相反，在左侧的高电荷重离子水平飘移直线轨道(23)上的每个通电导向线圈(d”’)的外沿都套有一个铜环(30’)，各铜环(30’)相继和一高电阻(30”)串联，串联成的电路两端加有高电压(ed4)，在各个发射腔(d’)和各个反射腔(d”)的外面也各套有一个横截面比发射腔(d’)和反射腔(d”)横截面稍大的扁长方形通电导向线圈(32、32’)，在每条高电荷重离子水平飘移直线轨道(23、23’)前方延长线上的激发箱(39)前箱壁上各设有一个激光发射窗口，两激光发射窗口和一个能将从两激光发射窗口发射出来的两束高能激光(29)汇聚成一束高能激光的双光纤汇聚管(29’)衔接，双光纤汇聚管(29’)可向上弯曲，在激发箱(39)前箱壁上两激光发射窗口的中间、高速高电荷重离子快速飞出轨迹的经过处，还设有一个高电荷重离子发射窗口，高电荷重离子发射窗口中装有一块既能耐高压、又能让高电荷重离子通过的特殊玻璃，在高电荷重离子发射窗口外还装有一个通电导向线圈(17’)，

所述三面交叉并排面电子流横向碰撞高电荷重离子高能激光器的扁跑道形高速三面交叉并排面电子流横向碰撞高电荷重离子激发环(c)中的面电子流静电速度选择器(33)由两组结构相同的带电量相同的、长度和发射腔(d’)横截面长度相同、宽度是发射腔(d’)横截面宽度2-3倍的平行金属片组成，每一组有四对带等量异号电荷的平行金属片，每一组的第一对、第四对上板带负电、下板带正电，第二对、第三对上板带正电、下板带负电，第一组位于一个发射腔(d’)和一个高电荷离子水平飘移直线轨道(23)间，第二组位于同一个高电荷重离子水平飘移直线轨道(23)和与发射腔(d’)对称的反射腔(d”)之间，所述三面交叉并排面电子流横向碰撞高电荷重离子高能激光器中的正多边形炉口(2)是正六多边形炉口，

所述四面交叉并排面电子流横向碰撞高电荷重离子高能激光器的位于高速四面交叉并排式面电子流(30)横向碰撞激发区(d)中的高电荷重离子水平飘移直线轨道(23、23’)外围套有的通电导向线圈(b”’)的外沿，套有一个横截面是正八边形的带少量正电荷的筒状细长铜丝网(33’)，筒状细长铜丝网(33’)将高电荷重离子水平飘移直线轨道(23、23’)和高电荷重离子水平飘移直线轨道(23、23’)上的所有通电导向线圈(b”’)包围在其中，所述四面交叉并排面电子流横向碰撞高电荷重离子高能激光器中的正多边形炉口(2)是正八多边形炉口，

所述扁跑道形高速多面交叉并排面电子流横向碰撞高电荷重离子激发环(c)的两高电荷离子水平飘移直线轨道(23，23’)的后边延长线上，有一个可以在底板上前后细微移动的全反射镜(34)，在前面延长线上有一个固定在底板上的半反射透镜(35)，前后两镜(34、35)构成一个光学共振腔，

固定连接在一起的位于下面的扁长方体大电离箱(38)和位于上面的扁长方体大激发箱(39)、以及位于扁长方体大电离箱(38)下面的扁长方体大附件箱(40)这三个大箱可以一起装在汽车上、或飞机上、或军舰上、或实验室里，如果是装在汽车上，则可在位于扁长方体大电离箱(38)下面的中间和汽车底架(41)间装一个油压伸缩杆(42)，在扁长方体大电离箱(38)外面后下角装一个轴承(43’)，使扁长方体大电离箱(38)和扁长方体大激发箱(39)能一起绕固定在扁长方体大附件箱(40)外面后上角的穿过轴承(43’)的转轴(43)上下自由转动，在扁长方体大电离箱(38)下面的扁长方体大附件箱(40)外底面装一个转盘(44)、在扁长方体大附件箱(40)中底面后下角边装一个电动机(46)，在汽车车箱地板(41’)上装两个固定在车箱地板(41’)上的刻有齿轮的半圆形卡槽(45)，电动机(46)的齿轮(47)和半圆形卡槽(45)上的齿轮齿合衔接，半圆形卡槽(45)恰能将转盘(44)卡住。

本实用新型的有益效果如下：

1、提供了一套能产生高强度高速多面交叉并排面电子流和高强度高电荷重离子束，并通过高强度高速面电流横向来回碰撞激发高强度高电荷重离子束，来获得单色亮度大、功率高、波长更短的高电荷重离子高强度高能激光的实用发射装置，利用这套发射装置还可发射高能高强度高电荷重离子束。本实用新型克服了现今激光发射装置的严重缺陷，为激光器的研制和应用开辟了一条新的途径。使大功率的发射装置可能成为新型高能激光武器，小功率的激光发射装置可能做成观察有机分子内原子结构和活动情况的超短波长激光显微镜的光源，输出的各种高能高电荷重离子束可作高能高电荷重离子的光谱分析用。

2、仅使用了普通的小型简单机电设备，不使用大型的离子源和巨型的加速器，且电能转化为光能的效率很高。

附图说明

图1扁跑道形高速三面交叉并排面电子流横向碰撞高电荷重离子电离环(b)的前视图

图2扁跑道形高速三面交叉并排面电子流横向碰撞高电荷重离子电离环(b)的俯视图

图3扁跑道形高速三面交叉并排面电子流横向碰撞高电荷重离子电离环(b)的侧视图

图4扁跑道形高速三面交叉并排面电子流横向碰撞高电荷重离子激发环(d)的前视图

图5扁跑道形高速三面交叉并排面电子流横向碰撞高电荷重离子激发环(d)的俯视图

图6扁跑道形高速三面交叉并排面电子流横向碰撞高电荷重离子激发环(d)的侧视图

图7装在汽车上的上下重叠在一起的扁长方体大电离环(b)、扁长方体大激发环(c)和扁长方体大附件箱(40)的侧视图

图8扁跑道形高速四面交叉并排式面电子流横向碰撞高电荷重离子电离环(b)的前视图

图9扁跑道形高速四面交叉并排面电子流横向碰撞高电荷重离子电离环(b)的俯视图

图10扁跑道形高速四面交叉并排面电子流横向碰撞高电荷重离子电离环(b)的侧视图

图11扁跑道形高速四面交叉并排面电子流横向碰撞高电荷重离子激发环(d)的前视图

图12扁跑道形高速四面交叉并排面电子流横向碰撞高电荷重离子激发环(d)的俯视图

图13跑道形高速四三面交叉并排面电子流横向碰撞高电荷重离子激发环(d)的侧视图

图14装在汽车上的上下重叠在一起的扁长方体大电离环(b)、扁长方体大激发环(d)和扁长方体大附件箱(40)的侧视图

图15发射腔的前视图

图16发射腔的俯视图

图17发射腔的侧视图

图18通电导向磁聚焦线圈的立体图

图19高电荷重离子束输出输入通道(21”)的立体图

图中各序号的名称

1-高温原子炉，1’-未电离重原子反回通道，1”-高压气体压缩机(1”)，2-高温原子炉的正多边形炉口，3-重原子束，4-单电荷重离子束，5-长方形梯度离子加速管，5′-套在长方形梯度加速管外的扁长方形通电导向线圈，7-左边带负电荷的金属条，8-由钨片做成的通电热阴极，10、10’-套在(a)中发射腔和反射腔外的扁长方形通电导向线圈，11-平行长方形金属框，12-发射腔中的高电阻，13-电磁速度选择器，14-混合重离子束，15-通电导向磁聚焦线圈，15’、15”-套在发射腔(b’)和反射腔(b”)外的截面稍大的扁长方形通电导向线圈，17-电离度为μ的高电荷重离子束，17’-双光纤汇聚管，18-绝缘平板，20、20’-两极180°转向磁铁，21-低电荷重离子返回通道，21’-套在低电荷重离子返回通道(21)外的扁长方形通电导向线圈，21”-高电荷重离子束输出输入通道，22、22′-带不同电量的平行重离子束，23、23’-扁跑道形高速面电子流横向来回反复碰撞高电荷重离子激发环(c)的两高电荷重离子水平飘移直线轨道，24-(23、23’)后面的转向磁铁，24’-(23、23’)前面的转向磁铁，29-高能激光束，29’-通电导向线圈，30’-铜环，30”-高电阻，31-由细长钨片作成的通电热阴极，31’-发射腔(d’)中的平行扁长方形金属框，31”-发射腔(d’)中的高电阻，32、32’-截面比发射腔(d’)和反射腔(d”)截面稍大的扁长方形通电导向线圈，33-面电子流速度选择器，33’-带少许正电荷的管状细铜丝网，34-全反射镜，35-半反射透镜，36-固定在底板上的带齿钢条，38-扁长方体大电离箱，39-扁长方体大激发箱，40-扁长方体大附件箱，41-汽车底架，41’-汽车车箱地板，42-油压伸缩杆，43-固定在扁长方体大电离箱(38)后上角的转轴，43’-固定在扁长方体大激发箱(39)后下角的轴承，44-在扁长方体大附件箱(40)外底面装的一个园形转盘，45-两个固定汽车车箱地板(41’)上的刻有齿轮的半圆形卡槽，46-装在扁长方体大附件箱(40)中底面上后下角的电动机，47-电动机上的传动齿轮。

a-低速两面并排式面电子流横向来回碰撞单电荷重离子束注入段，b-扁跑道形高速两面并排式面电子流横向来回碰撞高电荷重离子电离环，d-扁跑道形高速两面并排式面电子流横向来回碰撞高电荷重离子激发环，a-低速两面并排式面电子流横向来回碰撞单电离区，a’-(a)中的发射腔，a”-(a)中的反射腔，b-高速两面并排式面电子流横向来回碰撞多电离区，b’-(b)中的发射腔，b”-(b)中的反射腔，d-高速两面并排式面电子流横向来回碰撞激发区，d’-(d)中的发射腔，d”-(d)中的反射腔。

具体实施方式

现结合上述附图对本实用新型技术方案作进一步说明：

在图1-图3和图8-图10中的扁跑道形高速三面交叉并排面电子流横向碰撞高电荷重离子电离环(b)和扁跑道形高速四面交叉并排面电子流横向碰撞高电荷重离子电离环(b)的结构，除并排面电子流的面数不同外，其余的结构都是相同的。

其中，低速三面或四面交叉并排面电子流横向来回碰撞单电荷离子束注入段(a)位于扁跑道形高速三面或四面交叉并排面电子流横向来回碰撞高电荷离子电离环(b)的左边。在低速三面或四面交叉并排面电子流横向来回碰撞单电荷重离子束注入段(a)的起点有一装有高频感应加热电路的高温原子炉(1)将金属或非金属激光材料熔化、气化后，或将气体激光材料加热后，从正多形炉口(2)喷出，形成一横截面为正多形的高强度重原子束(3)。高强度重原子束(3)进入一电压略大于原子电离电位的低速三面或四面交叉并排面电子流横向来回碰撞单电离区(a)，将高强度重原子束(3)大部份进行电离，形成高强度单电荷重离子束(4)，然后进入一横截面比炉口面积稍大的长方形梯度加速管(5)，获得一定动能，经带负电荷的金属条(7)转向后，注入到扁跑道形高速三面或四面交叉并排面电子流横向碰撞高电荷重离子电离环(b)中，高强度重原子束(3)经过低速三面或四面交叉并排面电子流横向碰撞单电离区(a)后未电离的重原子不受电场的作用，将沿原直线方向继续前进，随后进入未电离重原子返回通道(1’)，在高压气体压缩机(1”)的作用下被压回高温原子炉(1)中。

低速三面或四面交叉并排面电子流横向碰撞单电荷重离子束注入段(a)中的低速三面或四面交叉并排式面电子流横向碰撞单电离区(a)由三面或四面等间隔相互交叉的并排面电子流横向碰撞单电离区组成，每面并排式面电子流横向碰撞单电离区均由2-10个并排放置的发射腔(a’)和2-10个并排放置的反射腔(a”)组成，反射腔(a”)和发射腔(a’)结构相同、在同一个水平面上或在同一个竖直面上、处于单电荷重离子束(4)的左右两侧或上下两侧、位置对称，但反射腔(a”)没有通电热阴极(8)，各个发射腔(a’)和各个反射腔(a”)中间的单电荷重离子束外套有一个通电导向线圈(a”’)，通电导向线圈管(a”’)的磁场可大大减少单电荷重离子束的扩散，提高单电荷重离子束的强度，在各个发射腔(b’)和各个反射腔(b”)外各套了一个横截面比发射腔(b’)和反射腔(b”)横截面稍大的正多边形通电导向线圈(15’，15”)，正多边形通电导向线圈(15’，15”)可减少面电子流的扩散，提高面电子流的强度。并排面电子流就是由处在同一个平面上并排放置的这些发射腔(a’)和反射腔(a”)发出的。发射腔(a’)的电压略大于已由实验测知的重原子的单电离电离电位、方向向下，使刚从热阴极逸出的热电子加速向右运动，碰撞上重原子(3)后，恰能碰掉一个外层电子，使重原子(3)带上一个正电荷，成为一个单电荷重离子(4)。没有碰撞上重原子的电子将穿过原子束(3)进入反射腔(a”)。反射腔(a”)上所加的电压和发射腔(a’)上所加的电压大5％-10％、方向相反。没有碰撞上原子(3)的电子在反射腔(a”)反向电场的作用下，先减速为零，而后反向加速到进入时的速度，并以此速度再次碰撞重原子(3)。如碰撞上了，也能恰使重原子(3)电离、带上一个正电荷，成为一个单电荷重离子(4)。如没有碰撞上，则将穿过重原子束(3)进入发射腔(a’)。在发射腔(a’)中先减速为零，而后反向加速到进入时的速度，并以此速度再次碰撞重原子(3)。如此从通电热阴极发射出来的电子将不断横向来回反复碰撞重原子束(3)，使其变成单电荷重离子束(4)。而碰撞上重原子(3)的电子则因动能几乎全部丧失而被正极吸收。在横向来回反复碰撞中电子的动能几乎全部转化成了电离能。

由于低速三面或四面交叉并排面电子流横向碰撞单电离区、能从三个或四个不同方向、同时发射面电子流对重原子(3)进行横向来回反复碰撞，从而使重原子(3)电离的概率、比以前的(zl201621065724.5)只能在水平方向发射面电子流对重原子(3)进行横向来回反复碰撞的单面并排式面电子流横向碰撞单电离区使重原子(3)电离的概率增加2倍或3倍，达到以前的(zl201621065724.5)3倍或4倍，因而使单电荷重离子束(4)的强度也会增加2倍或3倍，达到以前的(zl201621065724.5)3倍或4倍。

梯度离子加速管(5)是由50-100个比重离子束(4)横截面稍大的正多边形金属框(11)和高电阻(12)相间串联而成。两端加上一定的电压，在管中形成对重离子的加速电场，使单电荷重离子(4)通过梯度离子加速管(5)后加速、获得一定速度、一定动能。这个速度不能太大，以免偏转磁铁过大，也不能太小，以免在传输过程中扩散过多。

为了使加速后的单电荷重离子束(4)能注入到扁跑道形高速三面或四面交叉并排面电子流横向碰撞高电荷重离子电离环(b)中而又不影响原扁跑道形高速三面或四面交叉并排面电子流横向碰撞高电荷离子电离环(b)中离子的轨道，在单电荷重离子束(4)的左侧加了一条带负电的弯曲的金属条(7)。左边带负电的弯曲的金属条(7)使单电荷重离子束(4)受到一个向左的吸引力，在这个吸引力作用下单电荷重离子(4)恰能进入扁跑道形环路。

单电荷重离子束(4)进入扁跑道形高速三面或四面交叉并排面电子流横向来回碰撞高电荷离子电离环(b)后，先进入电磁速度选择器(13)，只有速度v＝e/b的重离子才能通过电磁速度选择器(13)。单电荷重离子(4)经过电磁速度选择器(13)后，进入一个高速三面或四面交叉并排面电子流横向碰撞多电离区(b)。高速三面或四面交叉并排面电子流横向碰撞多电离区(b)由处于单电荷重离子束(4)左右两侧和上下两侧的三面或四面交叉相互正交的并排面电子流横向碰撞多电离区组成，每面并排面电子流横向碰撞多电离区均由8-16个并排放置的发射腔(b’)和8-16个并排放置的反射腔(b”)组成。在发射腔(b’)上所加的电压略大于形成电离度为μ的高电荷重离子(17)的总电离电位，反射腔(b”)上所加的电压比在发射腔(b’)上所加的电压大5％-10％。因此，它能将单电荷重离子(4)再进行多电荷电离，使单电荷离子束(4)变成电离度较高的强度不同的混合重离子束(14)。其中有电离度为μ的高电荷重离子束(17)，也有电离度较小的低电荷重离子束。

这个形成电离度为μ的高电荷重离子(17)的总电离电位的值、需经过准确的理论计算，如经过加breit修正和qed修正的全相对论多组态自洽场方法计算，并经过实验验证才能确定。

由于三面或四面交叉并排面电子流横向碰撞多电离区、能从三个或四个不同方向同时发射面电子流对混合重离子束(14)进行横向来回反复碰撞，从而使混合重离子束(14)电离的概率、比以前的(zl201621065724.5)只能在水平方向发射面电子流对混合重离子束(14)进行横向来回反复碰撞的单面并排式面电子流横向碰撞多电离区使混合重离子束(14)电离的概率增加2倍或3倍，达到以前的(zl201621065724.5)3倍或4倍，因而使混合重离子束(14)的强度也增加2倍或3倍，达到以前的(zl201621065724.5)3倍或4倍，其中电离度为μ的高电荷重离子束(17)的强度也会增加2倍或3倍，达到以前的(zl201621065724.5)3倍或4倍。

横截面为正多边形的混合重离子束(14)经过一入口为一正多边形、出口为扁长方形的通电导向磁聚焦线圈(15)后、变成横截面为上下两边边长是竖直两边边长的6分之1-5分之1的扁长方形的垂直于水平面的带状混合重离子束(14)，在进入到两极180°转向磁铁(20)间后，按电量大小不同经不同半径绕行半周、在多电荷离子返回通道(21)中形成按电量大小不同分开的若干垂直于水平面的平行带状高电荷重离子束(17、22、22’、22”、...)向前漂移。在漂移到另一对180°转向磁铁(20’)间后、又按电量大小不同经不同半径绕行半周、合成一混合重离子束(14’)，再次进入到电磁速度选择器(13)和高速三面或四面交叉并排面电子流横向来回碰撞多电离区(b)、被高速面电子流横向来回反复碰撞，将电离度较低的重离子电离成电离度较高的重离子，一部份电离成电离度为μ的高电荷重离子束(17)，电离成电离度为μ的高电荷重离子(17)因为所带电荷最多，所以半径最小、最靠近内侧，其余电离度较低的高电荷重离子所带电荷较少，所以半径较大、依次靠近外侧。由于各带状高电荷重离子束(17、22、22’、22”、...)的横截面都是很薄的扁长方形，相互分得较开、互不重叠。如此，电离度为μ的高电荷重离子束(17)便不会和其余电离度较低的不能发射激光的重离子束(22、22’、22”、...)混合、重叠了，避免了在以前(zl201621065724.5)没有将正方形的混合重离子束(14)经过一通电导向磁聚焦线圈(15)后变成横截面为扁长方形的垂直于水平面的带状混合重离子束(14)、致使电离度为μ的横截面为正方形的高电荷重离子束(17)和不能发射激光的电离度为(μ-1、μ-2)的横截面为正方形的高电荷重离子束(22)混合、重叠，使不能发射激光的电离度为(μ-1、μ-2)的横截面为正方形的高电荷重离子束(22、22’、22”、...)和能发射激光的电离度为μ的横截面为正方形的高电荷重离子束(17)一起、进入到上面的扁跑道形高速并排面电子流横向碰撞高电荷重离子激发环(d)中，吸收大量的扁跑道形高速并排面电子流横向碰撞高电荷重离子激发环(d)中用于激发的高速面电子流能量，使能发射激光的电离度为μ的横截面为正方形的高电荷离子束(17)吸收的激发能减少很多、能发射的激光强度也就会减少很多，

因为在多电荷重离子返回通道(21)中间内侧装有的电偏转器是由固定在一块位于多电荷重离子返回通道(21)后端、靠近180°转向磁铁(20)处的绝缘平板(18)中间扁长方形小孔前后两短边的带等量正负电荷的两同心4分之1圆弧形铜片或银片或金片构成，电偏转器的入口是由带等量正负电荷的两同心4分之1圆弧形铜片或银片或金片组成的长边垂直水平面的扁长方形小孔，在电偏转器的扁长方形小孔对准横截面为扁长方形的长边垂直于水平面的电离度为μ的高电荷重离子束(17)后，电离度为μ的高电荷重离子束(17)便能进入到电偏转器中，再经套在电偏转器扁长方形小孔外的通电导向磁扩散线圈和套在通电导向磁扩散线圈上面的通电导向磁聚焦线圈、多电荷重离子返回通道(21)内侧的电离度为μ的高电荷重离子束(17)便恰能进入到上面的扁跑道形高速三面或四面交叉并排面电子流横向碰撞高电荷重离子激发环(d)的高电荷重离子水平飘移直线轨道(23)中，使扁跑道形高速三面或四面交叉并排面电子流横向来回碰撞高电荷重离子激发环(d)中电离度为μ的高电荷重离子(17)数不断增加，电离度为μ的高电荷重离子束(17)的强度也不断增加，直到变成一种强度稳定的电离度为μ的高电荷重离子束(17)。而其余电离度较低的与电离度为μ的高电荷重离子束(17)分离的不能发射激光的带状重离子束(22、22’、22”、...)则不能进入到电偏转器中，更不能进入到扁跑道形高速三面或四面交叉并排面电子流横向碰撞高电荷重离子激发环(d)中去吸收用于激发电离度为μ的高电荷重离子束(22)的高速面电子流能量，因而可使高速面电子流的能量完全用于激发电离度为μ的高电荷重离子束(17)，避免了高速面电子流能量的损耗，使发射的高能激光强度增加。

由于电偏转器是装在多电荷重离子返回通道(21)后端、靠近180°转向磁铁(20)处的绝缘平板中间并和绝缘平板固定在一起，而绝缘平板可在一微型电动机的带动下可横向移动，所以电偏转器的扁长方形小孔也可跟随绝缘平板横向移动。如果移动电偏转器的扁长方形小孔，使其对准带状重离子束(17、22、22’、22”、...)中的某一条带状重离子束，则可将这一条带状重离子束单独引入到扁跑道形高速三面或四面交叉并排面电子流横向碰撞高电荷重离子激发环(c)中，经加速后引出到外面做高电荷重离子的光谱分析实验。如此可扩大本装置的应用范围。

在图4-图6和图11-图13中的是扁跑道形高速三面交叉并排面电子流横向碰撞高电荷重离子激发环(d)和扁跑道形高速四面交叉并排面电子流横向碰撞高电荷重离子激发环(d)的结构图。

从图中可知，从扁跑道形高速三面或四面交叉并排面电子流横向碰撞高电荷重离子激发环(d)中电离度为μ的高电荷重离子经高电荷重离子束输出输入通道(21”)进入到高电荷重离子水平飘移直线轨道中后，沿高电荷重离子水平飘移直线轨道飘移进入一对水平的180°转向磁铁(24)间，绕行半周后沿另一平行高电荷重离子水平飘移直线轨道飘移进入另一对水平的180°转向磁铁(24’)间，绕行半周后进入原高电荷重离子水平飘移直线轨道中。离子轨道形成一个水平的扁跑道形环路。进入扁跑道形环路中的电离度为μ的高电荷重离子束(17)必须经过高速面电子流选择性激发才可能发射高能激光(29)。

高速面电子流由高速三面或四面交叉并排面电子流横向碰撞激发区(d)发出。高速三面或四面交叉并排面电子流横向碰撞激发区(d)由位于每条高电荷重离子水平飘移直线轨道(23、23’)左右两侧或上下两侧的三面或四面等间隔相互交的并排面电子流横向碰撞激发区组成，每面并排面电子流横向碰撞多电离区均由10-20个并排放置的发射腔(d’)和10-20个并排放置的反射腔(d”)组成。各个发射腔(d’)和各个反射腔(d”)中间的电离度为μ的高电荷重离子束外套有一个通电导向线圈(d”’)，通电导向线圈(d”’)可大大减少高电荷重离子束的扩散。

发射腔(d’)两端所加的电压略大于恰能将选定的电离度为μ的高电荷重离子激发到某激光能级上所需的电压，这个某激光能级的值需经过准确的理论计算，如经过加breit修正和qed修正的全相对论多组态自洽场方法计算，并经过实验验证才能确定。

由于三面或四面交叉并排面电子流横向碰撞激发区(d)、能从3个或4个不同方向同时发射高速面电子流对每条高电荷重离子水平飘移直线轨道中的电离度为μ的高电荷重离子束(17)进行横向来回反复碰撞，从而使电离度为μ的高电荷重离子束(17)被激发到某激光能级上的概率、比以前的(zl201621065724.5)只能在水平方向发射高速面电子流对电离度为μ的高电荷重离子束(17)进行横向来回反复碰撞的单面并排式面电子流横向碰撞激发区激发到某激光能级上的概率，增加2倍或3倍，达到以前的(zl201621065724.5)3倍或4倍，因而能使两条高电荷重离子水平飘移直线轨道中被激发到某激光上的电离度为μ的高电荷重离子束(17)的强度也增加2倍或3倍，达到以前的(zl201621065724.5)3倍或4倍，从而使能发射出的总激光强度也增加增加2倍或3倍，达到以前的(zl201621065724.5)3倍或4倍。

因为在左侧的高电荷重离子水平飘移直线轨道(23)上的每个通电导向线圈(d”’)的外沿都套有一个铜环(30’)，各铜环(30’)相继和一高电阻(30”)串联，串联成的电路两端可加上高电压(ed4)。在加上高电压(ed4)后，高电压(ed4)会在各铜环(30’)间产生一指向右方的柱状强电场，这指向右方的柱状强电场对处于其中的电离度为μ的高电荷重离子或其它高电荷重离子会产生一个很强的推力、使电离度为μ的高电荷重离子或其它高电荷重离子加速向前飞行，到达水平的180°转向磁铁(24)间时电离度为μ的高电荷重离子或其它高电荷重离子飞行速度将比未加上高电压(ed4)时的飞行速度大几倍，使电离度为μ的高电荷重离子或其它高电荷重离子在水平的180°转向磁铁(24)中的偏转半径比没加上高电压(ed4)时的偏转半径大几倍，使在不大的水平180°转向磁铁(24)空间中的轨迹几乎变成一直线、因而能穿出水平180°转向磁铁(24)的磁场空间、再穿过扁长方体大激发箱(39)前壁上装有的一个高电荷重离子发射窗口、经装在高电荷重离子发射窗口外的通电导向螺线管(17”)引出后，就可作高电荷重离子的光谱分析用。这是本实用新型增加的一个重要功能。

面电子流静电速度选择器(33)由两组结构相同的带电量相同的、长度和发射腔(d’)横截面长度相同、宽度是发射腔(d’)横截面宽度2倍的平行金属片组成，每一组有四对带等量异号电荷的平行金属片，每一组的第一对、第四对上板带负电、下板带正电，第二对、第三对上板带正电、下板带负电，第一组位于一个发射腔(d’)和一个高电荷离子水平飘移直线轨道(23)间，第二组位于同一个高电荷重离子水平飘移直线轨道(23)和与发射腔(d’)对称的反射腔(d”)之间，

当高速电子以适当的速度沿直线轨道进入第一对平行金属板间后将受到向下的电场力、沿向下弯曲的抛物线轨道运动，进入第二对和第三对平行金属板间后受将受到向上的电场力、沿向上弯曲的抛物线轨道运动，进入第四对平行金属板间后又受向下的电场力、沿向下弯曲的抛物线轨道运动，离开第四对平行金属板时，所有的离子都保持原有的速度大小回到刚进入第一对平行金属板间时的直线轨道。当高速电子的速度过小或过大时，高速电子都会被面电子流速度选择器(33)的正极板所吸收、不能通过面电子流速度选择器(33)。

因为从通电热阴极(31)中发射出的电子在经过发射腔加速后、穿过两高电荷重离子水平飘移直线轨道(23，23’)中的电离度为μ的高电荷重离子束(17)时，如果没有和电离度为μ的高电荷重离子(17)发生碰撞，它将在发射腔(d’)和反射腔(d”)之间保持原有的速度大小不停地来回运动，直到碰上电离度为μ的高电荷重离子(17)、使电离度为μ的高电荷重离子(17)激发到选定的某激光能级上、自己的动能几乎减小成零而被面电子流速度选择器(33)的正极板吸收为止。如此，既可避免低速电子被电离度为μ的高电荷重离子(17)俘获、使电离度为μ的高电荷重离子(17)的电离度减少、使电离度为μ的高电荷重离子束(17)和高能激光(29)的强度减少，又可保证碰上电离度为μ的高电荷重离子(17)的每个电子都具有恰能将电离度为μ的高电荷重离子(17)激发到某激光能级上去的确定动能，所有的电子动能都能几乎全部转化为电离度为μ的高电荷重离子(17)的激发能，然后经过自发辐射转化为辐射出去的高能激光(29)的光能。这样的激发方式较一般的纵向激发方式的能量转化效率高得多。

在扁跑道形高速四面交叉并排面电子流横向碰撞高电荷重离子激发环(d)中套在高电荷重离子水平飘移直线轨道(23、23’)外围带少量正电荷的细长铜丝网(33’)几乎不会对经过发射腔加速后的高速电子的运动产生任何影响，但对碰上电离度为μ的高电荷重离子(17)后动能几乎减小成零的低速电子，却能将其俘获，从而可避免低速电子被电离度为μ的高电荷重离子(17)俘获、减少电离度为μ的高电荷离子束(17)和高能激光的强度，起到静电速度选择器(33)的作用。

在扁跑道形高速三面或四面交叉并排面电子流横向碰撞高电荷重离子激发环(d)的两高电荷离子水平飘移直线轨道(23，23’)后边延长线上，有一个固定在底板上的全反射镜(34)，在前面延长线上有一个可以在底板上前后细微移动的半反射镜(35)，前后两镜(34、35)构成一个光学共振腔。电离度为μ的高电荷重离子(17)辐射出的高能激光(29)经过在光学共振腔中来回反射、放大后，才能发射出高强度的高能激光(29)。因为每条水平飘移直线轨道中的电离度为μ的高电荷重离子束(17)都能发射出高强度的高能激光(29)，故在每条高电荷重离子水平飘移直线轨道(23、23’)前方延长线上激发箱(39)前箱壁上各设有一个激光发射窗口，两激光发射窗口可以同时分别发射激光，也可将从两激光发射窗口发射出来的两束高能激光经可向上弯曲的双光纤汇聚管(29’)汇聚成一束高能激光(29)后发射，这样高能激光(29)能量会更集中、高能激光(29)强度会更大。

如果电离度为μ的高电荷重离子束(17)的强度足够大，激发用的高速面电子流(30)的功率也足够大，则能发射出的高能激光(29)的功率也就会足够大。根据激光的波长和功率的不同，可以有各种不同的实际用途：从用来获得生物内部结构的高反差全息图像到作为一种新型高能激光武器装备。

在图7和图14中，可以看到：低速面电子流横向来回碰撞单电荷重离子束注入段(a)和整个扁跑道形高速面电子流横向来回碰撞高电荷重离子电离环(b)被安装在一个密封的抽成真空的位于中间的扁长方体大电离箱(38)中，整个扁跑道形高速面电子流横向来回碰撞高电荷重离子激发环(d)被安装在另一个密封的抽成真空的固定连结在扁长方体大电离箱(38)上面的扁长方体大激发箱(39)中，扁长方体大激发箱(39)被安装在扁长方体大电离箱(38)的上面。电离和激发所需的动力、电器、真空附属设备都安装在位于扁长方体大电离箱(38)下面的可装卸的扁长方体大附件箱(40)中。扁长方体大附件箱(40)是装在汽车上的。在扁长方体大电离箱(38)下面和汽车底架(41)间装有一个油压伸缩杆(42)，在扁长方体大附件箱(40)外面后上角装一个转轴(43)，在扁长方体大电离箱(38)外面后下角装一个轴承(43’)，使转轴(43)通过轴承(43’)，使扁长方体大电离箱(38)和扁长方体大激发箱(39)能绕此转轴上下自由转动。在扁长方体大附件箱(40)外底面装一个转盘(44)、在扁长方体大附件箱(40)中底面后下角装一个电动机(46)，在汽车车箱地板(41’)上装两个固定的刻有齿轮的半圆形卡槽(45)，电动机(46)的齿轮(47)和半圆形卡槽(45)的齿轮齿合衔接，半圆形卡槽(45)恰能将转盘(44)卡住，使其能用装在扁长方体大附件箱(40)中底面后下角的电动机(46)通过齿轮(47)带动转盘(44)左右转动。

在图15——图17中的是各种发射腔(a’、b’、d’)的示意图。它们由一个通电热阴极(8、31)和50-100个面积略大于通电热阴极(8、31)面积的与高电阻(12)棒相间串联在一起的由铜管或银管或金管制成的平行扁长方形金属框(11)组成。由铜管或银管或金管制成的扁长方形金属框(11)的四个角上各穿有一根固定通电热阴极(8、31)和扁长方形金属框(11)的绝缘棒(11’)，绝缘棒(11’)上端能卡住通电热阴极(8、31)，细长条形的高电阻(12)棒穿在扁长方形金属框(11)短边的中间，高电阻(12)棒和扁长方形金属框(11)密切接触，扁长方形金属框(11)相互平行、等间隔。在发射腔(a’、b’、d’)中的高电阻(12)棒的两端，各加有一定电压(ea、eb、ed)，电压使各扁长方形金属框(11)的电势向下依次逐渐升高，在扁长方形金属框(11)中形成一加速电场，使从通电热阴极(8、31)发射出的电子不断加速。因为在高电阻(12)棒的两端加上很高的电压很容易，将电子加速到很高的速度也就很容易，不需要大型设备，因此，本装置可以小型化。

在图18中的是通电导向磁聚焦线圈(15)的立体图。通电导向磁聚焦线圈(15)的左端是重离子束(17)的正多边形入口，右端是重离子束(17)的长边垂直于水平面的扁长方形出口。横截面是正多边形的重离子束(17)从左端进入，重离子束(17)在通电导向磁聚焦线圈(15)在水平面上产生的逐渐变强的磁场力的作用下、横截面逐渐变成长边垂直水平面的扁长方形后，从右端飞出，形成一垂直于水平面的带状重离子束(17)。如果带状重离子束(17)是从右端进入，从左端流出，则是将带状重离子束(17)转变成横截面是正多边形的重离子束(17)，这时通电导向磁聚焦线圈则变成通电导向磁扩散线圈。

在图19中的是在多电荷重离子返回通道(21)中间内侧装有的高电荷重离子束输出输入通道(21”)的立体图。高电荷重离子束输出输入通道(21”)由位于多电荷重离子返回通道(21)内部中间内侧的电偏转器和套在电偏转器上面的磁偏转器组成。电偏转器、通电导向磁扩散线圈和绝缘平板(18)一起可在微型电动机的带动下、在通电导向磁聚焦线圈下面内部和多电荷重离子返回通道(21)右端左右移动、以对准所需要输入的电离度为μ的高电荷重离子束或其它高电荷重离子束，电离度为μ的高电荷重离子束或其它高电荷重离子束经电偏转器后、进入到套在电偏转器上面的磁偏转器中的通电导向磁扩散线圈、逐渐变成横截面是正方形的重离子束(17)，横截面是正方形的重离子束(17)经套在通电导向磁扩散线圈上面的入口横截面是一长边垂直于多电荷重离子返回通道(21)的矩形、中间左右两面逐渐变窄变弯、出口截面是一长边平行于水平面的扁长方形的恰和高电荷重离子水平飘移直线轨道(23)中的入口相切的通电导向磁聚焦线圈、恰能进入到高电荷重离子水平飘移直线轨道(23)中。

由于通电导向磁聚焦线圈的出口截面是一长边平行于水平面并垂直于高电荷重离子水平飘移直线轨道(23)的扁长方形，从出口出来的电离度为μ的高电荷重离子束或其它高电荷重离子束就变成一平行于水平面的带状高电荷重离子束。这样的平行于水平面的带状高电荷重离子束很容易进入到高电荷重离子水平飘移直线轨道(23)中，不会冲出高电荷重离子水平飘移直线轨道(23)之外。从而减少了高电荷重离子束的损耗，增加了高电荷重离子束的强度和能发射的高能激光的强度。不像以前(zl201621065724.5)那样是一正方形、上部容易冲出高电荷重离子水平飘移直线轨道(23)之外，造成高电荷重离子束的损耗，减少了高电荷重离子束的强度和能发射的高能激光的强度。