如果電子加速器可以制造得足夠小和便宜，不僅每個(gè)大學(xué)都能夠負(fù)擔(dān)得起自己的加速器實(shí)驗(yàn)室，而且可以提供廉價(jià)的半導(dǎo)體工業(yè)中用于光刻工藝的相干X射線束源，這可以減小晶體管尺寸，在計(jì)算機(jī)處理器中增加集成密度。對(duì)于醫(yī)療用途，基于電子加速器的內(nèi)窺鏡可用于照射體內(nèi)深處的腫瘤。 由美國(guó)Gordon和Betty Moore基金會(huì)資助的加速器芯片國(guó)際計(jì)劃（AChIP）旨在在硅芯片上創(chuàng)建電子加速器�；舅枷胧怯貌ＡЩ蚬璐娼饘僦瞥傻募铀倨鞑考�，并使用激光代替微波發(fā)生器作為能源。 由于玻璃具有更高的電場(chǎng)負(fù)載能力，因此可以提高加速度，從而可以在更短的空間內(nèi)將相同的能量傳遞到粒子，使得在傳遞相同能量時(shí)這種加速器比傳統(tǒng)加速器所用時(shí)間縮短短約10倍。 其中一個(gè)要面臨的問(wèn)題是芯片上電子的真空通道必須非常小，這要求電子束有很好的聚焦。因?yàn)閭鹘y(tǒng)加速器中使用的磁聚焦通道對(duì)此來(lái)說(shuō)太弱，所以如果芯片上的加速器要成為現(xiàn)實(shí)，則必須開(kāi)發(fā)全新的聚焦方法。 利用激光場(chǎng)聚焦電子 達(dá)姆施塔特工業(yè)大學(xué)（TU）的研究人員由Uwe Niedermayer領(lǐng)導(dǎo)，現(xiàn)在正在使用激光本身的電磁場(chǎng)將電子聚焦在僅420nm寬的通道內(nèi)。該概念基于電子相對(duì)于激光的相位的突然變化，導(dǎo)致在芯片表面的平面中的兩個(gè)方向上交替聚焦和散焦。 垂直于芯片表面，較弱的聚焦就足夠了，可以使用包含整個(gè)芯片的單個(gè)四極磁鐵。該概念類似于傳統(tǒng)的線性加速器。然而，對(duì)于芯片上的加速器，電子動(dòng)力學(xué)已經(jīng)改變以產(chǎn)生二維設(shè)計(jì)，這可以使用半導(dǎo)體工業(yè)的光刻技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)。 Niedermayer目前是斯坦福大學(xué)的訪問(wèn)科學(xué)家; 美國(guó)大學(xué)與德國(guó)埃爾蘭根大學(xué)一起領(lǐng)導(dǎo)AChIP項(xiàng)目。在斯坦福大學(xué)，他正在與其他AChIP科學(xué)家合作，目的是在一個(gè)像鞋盒大小的芯片上創(chuàng)建一個(gè)加速器。結(jié)合非線性光學(xué)器件的市售系統(tǒng)用作激光源。AChIP計(jì)劃的目標(biāo)是在2020年之前獲得資金，用于從芯片產(chǎn)生1MeV能量的電子。另一個(gè)目標(biāo)是根據(jù)達(dá)姆施塔特開(kāi)發(fā)的芯片上可擴(kuò)展加速器的設(shè)計(jì)要求，創(chuàng)建超短（小于10 -15 s）的電子脈沖。
版權(quán)聲明: 《激光世界》網(wǎng)站的一切內(nèi)容及解釋權(quán)皆歸《激光世界》雜志社版權(quán)所有,未經(jīng)書(shū)面同意不得轉(zhuǎn)載,違者必究！ 《激光世界》雜志社。 |
 激光世界獨(dú)家專訪 |
||||||||||||||||||
粵公網(wǎng)安備 44030402004703號(hào)
