用于重频激光打靶的靶片及可装卸靶盘制造技术

本发明专利技术公开了一种用于重频激光打靶的靶片及可装卸靶盘，所述靶片包括两片金属片和夹持于其间的绝缘片，靶片上设定的靶孔依次贯穿金属片、绝缘片和金属片，靶孔在金属片上的部分由圆柱和圆台构成，实现了将激光聚焦打靶后产生的高温物质限制在圆台形孔区域，解决了打靶时因能量传递导致的周围未打靶材被烧毁的难题；靶片与分立靶压板组装成分立靶载体，再将分立靶载体安装于靶盘框体组装成所述靶盘，多个靶片在分立靶压板上之间互不接触，所以激光打靶后热量不会传导到相邻分离的靶片上，进一步避免了热量的聚集，多个分立靶载体独立安装于靶盘框体上，便于装卸；所述靶片、分立靶压板与靶盘框体可拆卸结构的设置，便于加工、安装和使用。装和使用。

【技术实现步骤摘要】
用于重频激光打靶的靶片及可装卸靶盘


[0001]本专利技术属于激光
，涉及用于重频激光打靶的靶片和靶盘。

技术介绍

[0002]随着高功率激光技术的发展，飞秒(10
‑
15
s)激光功率已可达拍瓦(10
15
w)量级，将激光聚焦后与纳米尺度薄膜靶相互作用，可产生百兆电子伏量级的质子束，将质子束应用于癌症肿瘤治疗，可利用其独特的布拉格峰特性，在杀死癌细胞的同时，能很好地保护正常组织，这种新型的治疗手段被称为激光质子刀。
[0003]激光质子刀因其体积小、造价低等特点，一经提出就被寄予厚望，世界各国投入数十亿经费争相研发。但目前还存在一些关键的技术问题亟待解决，例如重频激光打靶后，周围未打靶材被烧毁的问题就是一个至关重要的问题。
[0004]具体而言：激光打靶产生的大量的能量集中于靶材上，超高的激光能量将靶材瞬间电离成等离子体状态，产生的部分冲击波和热能沿着靶的横向传递，由于未打靶材均为纳米厚度，使其大面积被损毁，从而导致激光打靶的不可持续性，无法继续产生质子束。在激光质子刀的治疗场景中，将引起治疗的中断，对患者和设备均带来很大的影响。此外，大型的靶盘结构使得靶材制备、安装、使用、拆卸过程都极其复杂，进一步制约了激光质子刀的推广和使用。
[0005]鉴于上述原因，亟需对靶盘结构进一步改进，研究一种能满足重频激光打靶需求的靶盘。

技术实现思路

[0006]为了克服上述问题，本专利技术人对用于重频激光打靶的靶片以及靶盘进行了锐意研究，研究出用于重频激光打靶的靶片及可装卸靶盘，所述靶片包括两片金属片和夹持于其间的绝缘片，靶片上设定的靶孔依次贯穿金属片、绝缘片和金属片，靶孔在金属片上的部分由圆柱和圆台构成，实现了将激光聚焦打靶后产生的高温物质限制在圆台形孔区域，解决了打靶时因能量传递导致的周围未打靶材被烧毁的难题；靶片与分立靶压板组装成分立靶载体，再将分立靶载体安装于靶盘框体组装成所述靶盘，多个靶片在分立靶压板上之间互不接触，所以激光打靶后热量不会传导到相邻分离的靶片上，进一步避免了热量的聚集，多个分立靶载体独立安装于靶盘框体上，便于装卸；所述靶片、分立靶压板与靶盘框架可拆卸结构的设置，便于加工、安装和使用，从而完成了本专利技术。
[0007]具体来说，本专利技术的目的在于提供以下方面：
[0008]一方面，提供防止周围未打靶材被烧毁的用于重频激光打靶的靶片，所述靶片包括两片金属片和夹持于其间的绝缘片，靶片上设有靶孔和螺纹孔，通过在螺纹孔中安装螺栓实现金属片和绝缘片之间的安装，组装得到所述靶片。
[0009]其中，金属片的材料选自纯金属如钛、镍、铬、锆等，或合金如金铟、不锈钢、镍铬、钛铝等；绝缘片的材料选自陶瓷、特氟龙、硅基片、有机硅云母中的任意一种或几种。
[0010]其中，靶孔在金属片上的部分由圆柱和圆台构成，圆柱孔径与圆台接触的小孔111孔径相同，圆台母线与中轴线之间的夹角为5～70
°
，靶孔在绝缘片上的部分为圆柱形。
[0011]其中，靶片的厚度为1～10mm，其中，金属片的厚度为0.4～4mm，绝缘片的厚度为0.1～2mm。
[0012]另一方面，提供用于重频激光打靶的可装卸激光靶盘，所述靶盘包括靶盘框体和分立靶载体，分立靶载体通过螺栓安装于靶盘框体上。
[0013]其中，多个分立靶载体独立安装于靶盘框体，所述分立靶载体为2个以上，优选为2～8个。
[0014]其中，分立靶载体包括上述所述的靶片和分立靶压板，靶片和分立靶压板之间活动连接，优选通过定位销将靶片和分立靶压板组装成分立靶载体。
[0015]其中，多个靶片独立安装于分立靶压板上，所述靶片为2～12个。
[0016]其中，靶片在分立靶压板上互不接触，在分立靶压板上靶片互不接触的位置设有板孔，用于与靶盘框体之间固定安装。
[0017]本专利技术所具有的有益效果包括：
[0018](1)本专利技术提供的靶片中金属靶片的靶孔结构由圆柱和圆台构成，一方面，打靶时激光可沿圆台形孔聚焦至靶材而不引起遮挡；另一方面，圆台形孔可将激光打靶时产生的热量和冲击波限制在垂直于靶面的区域和方向，不会因为平行于靶面的传播而导致周围未打靶材的大面积损毁。
[0019](2)本专利技术提供的靶盘中靶片互不接触，使得一个靶片在被激光打靶用于产生质子束后，根据需要打靶的位置，将下一个未打靶片移动到激光点位，实现了激光打靶的可重复性。
[0020](3)本专利技术提供的靶盘中包含的靶片、分立靶压板与靶盘框架均是可拆卸结构，便于加工、安装和使用，在实际应用中有重要的意义。
[0021](4)利用本专利技术提供的靶片或靶盘实现激光打靶时，保证了重频换靶下，系统的高稳定性和可重复性，从而使每一发激光打靶产生的质子束具有很好的稳定性和鲁棒性，提高激光质子刀的品质。
附图说明
[0022]图1示出本专利技术一种优选实施方式的未组装靶片结构示意图；
[0023]图2示出本专利技术一种优选实施方式的组装后靶片结构示意图；
[0024]图3示出图2中沿A
‑
A断面剖视图；
[0025]图4示出图2中沿B
‑
B断面剖视图；
[0026]图5示出本专利技术一种优选实施方式的靶盘结构示意图；
[0027]图6示出本专利技术一种优选实施方式的靶盘部分结构示意图；
[0028]图7示出图6靶盘包含的靶盘框体部分局部放大结构示意图；
[0029]图8示出本专利技术一种优选实施方式的分立靶压板结构示意图；
[0030]图9示出本专利技术一种优选实施方式的分立靶载体结构示意图；
[0031]图10示出本专利技术一种优选实施方式的打靶组件结构示意图；
[0032]图11示出图10打靶组件局部放大图；
[0033]图12示出实施例1中重频激光打靶结束得到的靶材照片；
[0034]图13示出对比例1中重频激光打靶结束得到的靶材照片；
[0035]图14示出对比例2中重频激光打靶结束得到的金属片照片。
[0036]附图标号说明：
[0037]1‑
靶片；
[0038]11
‑
金属片；
[0039]111
‑
小孔；
[0040]12
‑
绝缘片；
[0041]13
‑
靶孔；
[0042]14
‑
螺纹孔；
[0043]15
‑
靶片孔；
[0044]2‑
靶盘框体；
[0045]21
‑
孔；
[0046]22
‑
销孔；
[0047]23
‑
靶盘孔；
[0048]3‑
分立靶载体；
[0049]4‑
定位销；
[0050]5‑
分立靶压板；
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.防止周围未打靶材被烧毁的用于重频激光打靶的靶片，所述靶片(1)包括两片金属片(11)和夹持于其间的绝缘片(12)，靶片(1)上设有靶孔(13)和螺纹孔(14)，通过在螺纹孔(14)中安装螺栓实现金属片(11)和绝缘片(12)之间的安装，组装得到所述靶片。2.根据权利要求1所述的靶片，金属片(11)的材料选自纯金属如钛、镍、铬、锆等，或合金如金铟、不锈钢、镍铬、钛铝等；绝缘片(12)的材料选自陶瓷、特氟龙、硅基片、有机硅云母中的任意一种或几种。3.根据权利要求1或2所述的靶片，靶孔(13)在金属片(11)上的部分由圆柱和圆台构成，圆柱孔径与圆台接触的小孔(111)孔径相同，靶孔(13)在绝缘片(12)上的部分为圆柱形。4.根据权利要求3所述的靶片，圆台母线与中轴线之间的夹角为5～70
°
。5.根据权利要求3所述的靶片，靶片(1)的厚度为1～10mm，其中，金属片(11)的厚度为0.4～4mm，绝缘片(12)的厚度为...

【专利技术属性】
技术研发人员：王泽崧，谢岷轩，俞志成，马玲，
申请(专利权)人：北京锐德康科技有限公司，
类型：发明
国别省市：