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龍圖騰網(wǎng)恭喜深圳技術(shù)大學(xué)申請的專利基于導(dǎo)向磁鐵的質(zhì)子束傳輸與均勻化裝置及其實現(xiàn)方法獲國家發(fā)明授權(quán)專利權(quán)，本發(fā)明授權(quán)專利權(quán)由國家知識產(chǎn)權(quán)局授予，授權(quán)公告號為：CN115175428B 。

龍圖騰網(wǎng)通過國家知識產(chǎn)權(quán)局官網(wǎng)在2025-03-21發(fā)布的發(fā)明授權(quán)授權(quán)公告中獲悉：該發(fā)明授權(quán)的專利申請?zhí)?專利號為：202210998429.9，技術(shù)領(lǐng)域涉及：H05H1/24；該發(fā)明授權(quán)基于導(dǎo)向磁鐵的質(zhì)子束傳輸與均勻化裝置及其實現(xiàn)方法是由盧海洋;朱軍高;周滄濤;趙媛;賴美福;古永力設(shè)計研發(fā)完成，并于2022-08-19向國家知識產(chǎn)權(quán)局提交的專利申請。

本基于導(dǎo)向磁鐵的質(zhì)子束傳輸與均勻化裝置及其實現(xiàn)方法在說明書摘要公布了：本發(fā)明公開了一種基于導(dǎo)向磁鐵的質(zhì)子束傳輸與均勻化裝置及其實現(xiàn)方法。本發(fā)明在扇形磁鐵之后設(shè)置導(dǎo)向磁鐵，為高于中心能量和低于中心能量的質(zhì)子束的聚焦分開調(diào)節(jié)，分別提供合適的聚焦力，將扇形磁鐵之后的四極透鏡中質(zhì)子束的包絡(luò)降低一半，顯著降低四極透鏡的建造成本，同時克服扇形磁鐵之后的四極透鏡中高于中心能量的質(zhì)子束的聚焦力不足且低于中心能量的質(zhì)子束聚焦力過大導(dǎo)致輻照終端質(zhì)子束分布畸形的應(yīng)用障礙，實現(xiàn)質(zhì)子束的均勻化傳輸和應(yīng)用。

本發(fā)明授權(quán)基于導(dǎo)向磁鐵的質(zhì)子束傳輸與均勻化裝置及其實現(xiàn)方法在權(quán)利要求書中公布了：1.一種基于導(dǎo)向磁鐵的質(zhì)子束傳輸與均勻化裝置，在激光靶室內(nèi)，激光脈沖與靶相互作用，產(chǎn)生微米量級的質(zhì)子束，激光脈沖與靶的作用點稱為靶點；激光靶室為真空環(huán)境，質(zhì)子束產(chǎn)生后沿管道傳輸；管道中保持真空，質(zhì)子束從所述基于導(dǎo)向磁鐵的質(zhì)子束傳輸與均勻化裝置的磁極面間隙中穿過，到達(dá)輻照終端，在質(zhì)子束的路徑上不設(shè)置任何障礙，其特征在于，所述基于導(dǎo)向磁鐵的質(zhì)子束傳輸與均勻化裝置，沿著質(zhì)子束的前進(jìn)方向依次包括：第一四極透鏡、扇形磁鐵、導(dǎo)向磁鐵和第二四極透鏡；其中，在坐標(biāo)系XYZ中，X軸代表水平方向，Y軸代表豎直方向，Z軸指向質(zhì)子束的前進(jìn)方向，為縱向；第一四極透鏡和第二四極透鏡均沿著Z方向；扇形磁鐵的磁場方向沿Y方向；第一四極透鏡的入口正對著靶點；第二四極透鏡的出口正對著輻照終端；第一四極透鏡的入口與靶點之間具有第一漂浮段，第一漂浮段的長度為L1；第一四極透鏡的出口與扇形磁鐵的入口之間具有第二漂浮段，第二漂浮段的長度為L2；扇形磁鐵的出口與經(jīng)扇形磁鐵偏轉(zhuǎn)后中心能量的質(zhì)子束的像點之間具有第三漂浮段，第三漂浮段的長度為L3；經(jīng)扇形磁鐵偏轉(zhuǎn)后中心能量的質(zhì)子束的像點與第二四極透鏡的入口之間具有第四漂浮段，第四漂浮段的長度為L4；第二四極透鏡的出口與輻照終端之間具有第五漂浮段，第五漂浮段的長度為L5；激光脈沖與靶相互作用在靶點產(chǎn)生微米量級的質(zhì)子束，經(jīng)過第一漂浮段進(jìn)入第一四極透鏡，第一四極透鏡對質(zhì)子束聚焦；質(zhì)子束經(jīng)過第二漂浮段后進(jìn)入扇形磁鐵，扇形磁鐵對質(zhì)子束偏轉(zhuǎn)，不同能量的質(zhì)子束的偏轉(zhuǎn)半徑不同，能量大的質(zhì)子束的偏轉(zhuǎn)半徑大，能量小的質(zhì)子束的偏轉(zhuǎn)半徑小；質(zhì)子束經(jīng)過第三漂浮段后，不同能量的質(zhì)子束沿X方向分開；相同能量但不同初始散角的質(zhì)子束經(jīng)過扇形磁鐵偏轉(zhuǎn)后匯聚于像點；在色差效應(yīng)的影響下，經(jīng)扇形磁鐵偏轉(zhuǎn)后不同能量的質(zhì)子束的像點在ZX平面內(nèi)X軸和Z軸的位置都不同；經(jīng)扇形磁鐵偏轉(zhuǎn)后中心能量的質(zhì)子束的像點位于X軸上，高于中心能量的質(zhì)子束的像點位于X軸的正半軸，低于中心能量的質(zhì)子束的像點位于X軸的負(fù)半軸，能量越高的質(zhì)子束的像點的位置在Z軸的數(shù)值越大；沿不同能量的質(zhì)子束在ZX平面內(nèi)的像點設(shè)置導(dǎo)向磁鐵；導(dǎo)向磁鐵包括互相平行放置的相同的兩個磁極面，導(dǎo)向磁鐵的每個磁極面平行于ZX平面，導(dǎo)向磁鐵的兩個磁極面之間有距離，分別位于Y軸的正方向和負(fù)方向；導(dǎo)向磁鐵的每個磁極面包括第一三角形和第二三角形，第一和第二三角形具有共同頂點并相對放置，分別位于X軸的正半軸和負(fù)半軸，共同頂點在Y＝0處的ZX平面上的投影為經(jīng)扇形磁鐵偏轉(zhuǎn)后中心能量的質(zhì)子束的像點處的坐標(biāo)系XYZ的原點；第一和第二三角形的第一個邊是入口邊，第二個邊是出口邊，第三個邊與Z軸平行，位于X軸的正半軸的第一三角形的入口邊和出口邊的直線斜率分別是k1和k2，位于X軸的負(fù)半軸的第二三角形的入口邊和出口邊的直線斜率分別是k3和k4；第一三角形和第二三角形的頂角的角平分線沿著不同能量的質(zhì)子束在ZX平面內(nèi)的像點，不同能量的質(zhì)子束在ZX平面內(nèi)的像點在導(dǎo)向磁鐵內(nèi)；導(dǎo)向磁鐵中的磁場為均勻磁場，第一三角形中磁場方向沿Y軸的正半軸，第二三角形中磁場方向沿Y軸的負(fù)半軸；經(jīng)過扇形磁鐵偏轉(zhuǎn)后，質(zhì)子束到達(dá)導(dǎo)向磁鐵，能散越大的質(zhì)子束在X方向的位置的絕對值越大，距離束線中心線越遠(yuǎn)，在導(dǎo)向磁鐵中經(jīng)過的磁場區(qū)域越大，受到的聚焦力越大；通過調(diào)整第一三角形的入口邊和出口邊的直線斜率k1和k2以及導(dǎo)向磁鐵的磁場強(qiáng)度，使高于中心能量的質(zhì)子束在輻照終端在X方向的分布中心位于X軸的原點；并且，通過調(diào)整第二三角形的入口邊和出口邊的直線斜率k3和k4以及導(dǎo)向磁鐵的磁場強(qiáng)度，使低于中心能量的質(zhì)子束在輻照終端在X方向的分布中心位于X軸的原點；導(dǎo)向磁鐵對Y方向的傳輸沒有影響；質(zhì)子束經(jīng)過第四漂浮段到達(dá)第二四極透鏡，第二四極透鏡對質(zhì)子束聚焦，質(zhì)子束經(jīng)第五漂浮段后到達(dá)輻照終端；高于中心能量和低于中心能量的質(zhì)子束的聚焦分開調(diào)節(jié)，克服沒有導(dǎo)向磁鐵時在扇形磁鐵之后的第二四極透鏡中高于中心能量的質(zhì)子束的聚焦力不足且低于中心能量的質(zhì)子束的聚焦力過大導(dǎo)致輻照終端的質(zhì)子束分布畸形的障礙，實現(xiàn)質(zhì)子束的均勻化，同時顯著降低第二四極透鏡中質(zhì)子束包絡(luò)，降低建造成本。

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