DE69929507T2 - Hybrid-Wiggler - Google Patents

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Masayuki Inashiki-gun Kawai
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Kawasaki Heavy Industries Ltd
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Kawasaki Heavy Industries Ltd
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Description

  • Hintergrund der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine neue Einsatzvorrichtung und insbesondere einen Wiggler, die beziehungsweise der in den linearen Teil eines Elektronenbeschleunigers oder eines Elektronenspeicherringes zur Emission einer Synchrotronstrahlung mit hoher Brillanz eingesetzt wird.
  • Eine Einsatzvorrichtung besteht aus zwei einander gegenüberliegenden Reihen und einem dazwischenliegenden Zwischenraum, wobei jede aus Permanentmagnetblöcken aufgebaut ist oder aus zwei Reihen besteht, welche jeweils aus Permanentmagnetblöcken und Blöcken aus einem magnetisch weichen ferromagnetischen Material, beispielsweise Eisen oder einer Legierung aus Eisen und Kobalt, in Kombination gebildet wird. In der 6A der beiliegenden Zeichnungen ist eine schematische perspektivische Ansicht einer Einsatzvorrichtung gezeigt, die aus zwei Reihen von Permanentmagnetblöcken alleine besteht, wobei der kleine, auf der seitlichen Oberfläche jeder dieser Magnetblöcke dargestellte Pfeil die Magnetisierungsrichtung des Blocks anzeigt. Die Einsatzvorrichtung wird in den streng linearen Teil eines Elektronenbeschleunigers oder eines Elektronenspeicherringes derart eingesetzt, dass eine Vakuumkammer sandwichartig zwischen den beiden Magnetreihen gebildet wird, wie dies in der 6A gezeigt ist, wodurch, wie in der 6B gezeigt, ein periodisches Magnetfeld in Form einer Sinuskurve in dem Vakuumraum zwischen den Magnetreihen generiert wird. Werden in einem Elektronenbeschleuniger mit fast Lichtgeschwindigkeit zirkulierende Elektronen in ein derartiges wigglerförmiges oder schlangenlinienartiges magnetisches Feld entlang der Z-Richtung der Magnetreihen eingeleitet, dann meandert der Elektronenstrahl durch den Raum in die in der 6A mit dem Pfeil e angezeigte Richtung, wobei eine Synchrotronstrahlung R von jedem meandernden Punkt emittiert ist, letzteres ist in der 6C dargestellt.
  • Wie bereits oben dargelegt, können Einsatzvorrichtungen, welche ein sinuskurvenartiges periodisches magnetisches Feld generieren in solche vom Halbach-Typ, die aus Permanentmagnetblöcken alleine, und solche vom Hybridtyp, die aus Permanentmagnetblöcken und Blöcken aus einem magnetisch weichen ferromagnetischen Material in Kombination bestehen, klassifiziert werden. Diesbezüglich wird auf Nuclear Instruments and Methods, Band 288 (1983), Seiten 117–125 und Review of Scientific Instruments, Band 58(3), März, 1987 verwiesen. 7 zeigt eine schematische Seitenansicht in Richtung der X-Achse der Magnetblockreihen in einer Einsatzvorrichtung vom Halbach-Typ, bestehend aus den Permanentmagnetblöcken 41 und 42 alleine, wobei jeder in die durch den kleinen Pfeil auf der seitlichen Oberfläche der Blöcke 41 oder 42 angedeutete Richtung magnetisiert ist. Die Periode des sinusförmigen periodischen magnetischen Feldes entspricht der Länge P, die durch vier benachbarte Permanentmagnetblöcke gebildet wird. Bei der Einsatzvorrichtung vom Hybridtyp, die in der 8A in schematischer Aufsicht in Richtung der Y-Achse dargestellt ist, besteht jede der Magnetreihen aus einer alternierenden Anordnung von Permanentmagnetblöcken 41 und Polstücken 43 aus einem magnetisch weichen ferromagnetischen Material, welche die Magnetflüsse konvergieren lassen. Eine Periode P des sinuskurvenartigen periodischen Magnetfeldes hat in diesem Fall eine Länge, die durch die beiden Permanentmagnete 41 und die beiden Polstücke 43 gebildet wird. Die Stärke und die Verteilung des Magnetfeldes in den beiden oben genannten Typen beziehungsweise Arten von Einsatzvorrichtungen sind im Wesentlichen identisch, wobei auch keine besonderen Unterschiede in der Leistungsfähigkeit auftreten. Allerdings verfügen die vom Hybridtyp über einen ökonomischen Vorteil, da die Gesamtmenge der Permanentmagneten geringer sein kann als bei denen vom Halbach-Typ.
  • Ein Undulatordesign mit großer Feldstärke und kurzer Periode ist in Nuclear Instruments and Methods, Band A318, Seiten 813–817 gezeigt. Der Undulator ist zusammengesetzt aus SmCo5 Permanentmagnetblöcken, die von Jochen auf Vanadiumbasis sandwichartig umgeben sind. Ein weiterer Magnetfluss wird durch dünne Neodym-Bor-Magnete induziert, die zwischen die Joche auf Vanadiumbasis eingesetzt sind.
  • Ein Wiggler vom Hybridtyp gemäß der Definition des Oberbegriffs des Anspruchs 1 ist beispielsweise beschrieben in „A New Wiggler Beam Line for SSRL", Egon Hoyer et al., Nuclear Instruments and Methods 208 (1983), 117–125.
  • Einsatzvorrichtungen dieser Typen können in Abhängigkeit von dem Wert des Parameters K, der eine Funktion der Länge der Periode P und der Stärke des Magnetfeldes ist, in Undulatoren und Wiggler klassifiziert werden. So ist eine Einsatzvorrichtung ein Undulator beziehungsweise ein Wiggler, wenn der Wert K in etwa 1 oder geringer ist beziehungsweise wenn der Wert K im Wesentlichen größer als 1 ist.
  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Einsatzvorrichtung vom Hybridtyp und insbesondere einen Wiggler vom Hybridtyp. Bei einem Wiggler vom Hybridtyp, wie er in den 8A und 8B in Draufsicht und in Seitenansicht gezeigt ist, befindet sich jedes der Polstücke 43 in der Magnetreihe sandwichartig zwischen zwei Permanentmagnetblöcken 41, die jeweils in eine Richtung magnetisiert sind, die entgegengesetzt derjenigen des nächsten Magnetblockes entlang der Richtung der Reihe oder der zentralen Achse C ist. Der Magnetfluss wird zudem zu den entsprechenden Polstücken 43 konvergiert, so dass ein starkes Magnetfeld in den Zwischenraum mit einem Abstand d zwischen zwei Reihen der Permanentmagnete 41 und der Polstücke 43 generiert wird. Wie aus der 8A ersichtlich ist, besitzt jedes der Polstücke 43 in Richtung der X-Achse eine Ausdehnung, die kleiner ist als diejenige der Permanentmagnetblöcke 41 in dieselbe Richtung, um die Konversion der Magnetflüsse auf die Zentralachse C, entlang der die Elektronen sich bewegen, zu erleichtern.
  • Da Wiggler zur Erzeugung einer Strahlung mit einer besonders hohen Energie oder von harten Röntgenstrahlen eingesetzt werden, muss das in dem Zwischenraum zwischen den Magnetblockreihen generierte Magnetfeld stark genug sein. Obgleich das Magnetfeld verstärkt werden kann, indem der Abstand d zwischen den Magnetblockreihen vermindert wird, ist es aus praktischen Gesichtspunkten nicht angezeigt, den Abstand d des Zwischenraumes auf einen Wert zu vermindern, der wesentlich kleiner als 10 mm ist, um sicherzustellen, dass ein Raum für die Vakuumkammer verbleibt. Obgleich das Magnetfeld durch den Einsatz von Permanentmagnetblöcken mit einem verstärkten Volumen verstärkt werden kann, bedeutet dies gleichwohl keine Lösung für das Problem, da bei Wigglern vom Hybridtyp das Magnetfeld begrenzt wird durch die magnetische Sättigung der Polstücke 43, wenn das Volumen der Permanentmagnetblöcke 41 erhöht wird, während bei Wigglern vom Halbach-Typ lediglich die Volumenanteile der Permanentmagnetblöcke in der Nähe der zentralen Achse C einen Beitrag zum Magnetfeld leisten können und die von der zentralen Achse C entfernt liegenden Volumenanteile nur wenig beitragen.
  • Es wird angenommen, dass für den Wiggler bei einer Vorrichtung zur Erzeugung von Synchrotronstrahlen mittlerer Größe ein Magnetfeld von mindestens 2 T als Peakwert für das periodische magnetische Feld erzeugt werden muss, falls harte Röntgenstrahlen in dieser Vorrichtung eingesetzt werden. Es erübrigt sich darzulegen, dass die Einsetzbarkeit von beliebigen Vorrichtungen zur Erzeugung von Synchrotronstrahlung in dem Maße gesteigert werden kann, in dem das in dem Wiggler erzeugte Magnetfeld vergrößert wird, da auf diese Weise Synchrotronstrahlen mit einem größeren Energiebereich zur Verfügung gestellt werden können.
  • Zusammenfassung der Erfindung
  • Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es somit, einen Wiggler vom Hybridtyp bereitzustellen, der in der Lage ist, ein hohes periodisches Magnetfeld zu erzeugen, das mit den Wigglern des Standes der Technik nicht erhalten werden kann.
  • Erfindungsgemäß bereitgestellt wird ein Wiggler vom Hybridtyp bestehend aus einem Paar von einander gegenüberliegenden Reihen und einem dazwischenliegenden Zwischenraum, wobei jede aus einer Vielzahl von Hauptpermanentmagnetblöcken und einer Vielzahl von Blöcken aus einem magnetisch weichen ferromagnetischen Material, bei dem es sich vorzugsweise um Eisen oder um eine Eisen-Kobalt-Legierung handelt, als Polstücke, die alternativ in der Längsrichtung der Reihe angeordnet sind, gebildet wird, jeder Hauptpermanentmagnetblock in einer Reihe nur einem der Hauptpermanentmagnetblöcke in der anderen Reihe gegenüberliegt und jedes Polstück in einer Reihe nur einem der Polstücke in der anderen Reihe gegenüberliegt und wobei jedes der Polstücke sandwichartig an den seitlichen Oberflächen eines Paars von Hilfspermanentmagnetblöcken angeordnet ist.
  • Kurze Beschreibung der Zeichnungen
  • 1A zeigt eine X-Z-Querschnittsansicht des erfindungsgemäßen Hybridwigglers in Aufsicht auf die X-Z-Ebene.
  • 1B zeigt eine Querschnittsansicht desselben erfindungsgemäßen Hybridwigglers, geschnitten und betrachtet entlang der durch die Pfeile IB-IB in 1A angezeigten Ebene.
  • 2 zeigt eine Querschnittsansicht einer in dem erfindungsgemäßen Hybridwiggler eingesetzten Vorrichtung zur Einstellung des Magnetfeldes.
  • 3A zeigt eine Längsschnittansicht des erfindungsgemäßen Hybridwigglers hergestellt gemäß dem Beispiel.
  • 3B zeigt eine Querschnittsansicht des in der 3A gezeigten erfindungsgemäßen Hybridwigglers, geschnitten und betrachtet entlang der Richtung, welche durch die Pfeile IIIB-IIIB in 3A angezeigt ist.
  • 3C zeigt eine Querschnittsansicht des in der 3A gezeigten erfindungsgemäßen Hybridwigglers, geschnitten und betrachtet entlang der durch die Pfeile IIIC-IIIC in 3A angezeigten Richtung.
  • 4 zeigt eine Kurve, welche die Verteilung des Magnetfeldes entlang der zentralen Achse des in dem Beispiel beschriebenen erfindungsgemäßen Hybridwigglers wiedergibt.
  • 5 zeigt eine Kurve, welche den Peakwert des periodischen magnetischen Feldes in Abhängigkeit von der Distanz d des Zwischenraumes wiedergibt.
  • 6A zeigt eine perspektivische Ansicht einer Einsatzvorrichtung nach dem Stand der Technik.
  • 6B zeigt das sinuskurvenartige periodische magnetische Feld in dem Zwischenraum der in der 6A gezeigten Einsatzvorrichtung.
  • 6C zeigt die meandernde Elektronenbahn durch den Zwischenraum des in der 6A gezeigten Einsatzstückes.
  • 7 zeigt eine schematische Y-Z-Seitenansicht eines Wigglers vom Halbach-Typ entlang der Längsrichtung.
  • 8A zeigt eine schematische X-Z-Aufsicht auf einen üblichen Hybridwiggler.
  • 8B zeigt eine schematische Y-Z-Seitenansicht eines üblichen Hybridwigglers.
  • Ausführliche Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen
  • Wie bereits in der oben wiedergegebenen Beschreibung dargestellt, besteht das wichtigste Merkmal des erfindungsgemäßen Hybridwigglers darin, dass jedes der magnetisch weichen Polstücke, das zwischen zwei benachbarten Hauptpermanentmagnetblöcken in einer Reihe beziehungsweise einem Array angeordnet ist, an den Seitenoberflächen sandwichartig von einem Paar von Hilfspermanentmagnetblöcken eingefasst ist, wodurch ein überraschend hohes Magnetfeld innerhalb des Zwischenraumes zwischen den beiden Reihen beziehungsweise zwischen den beiden Arrays erzeugt werden kann.
  • Der erfindungsgemäße Hybridwiggler wird nachstehend anhand der Zeichnungen näher erläutert.
  • 1A zeigt eine Querschnittsansicht einer Magnetblockreihe in dem erfindungsgemäßen Hybridwiggler; geschnitten innerhalb einer X-Z-Ebene, während 1B eine Querschnittsansicht desselben Hybridwigglers innerhalb einer Y-Z-Ebene, geschnitten entlang der durch die Pfeile IB-IB in 1A dargestellten Pfeile, zeigt. Aus diesen Figuren ist ersichtlich, dass der Hybridwiggler im Wesentlichen aus einem Paar von einander gegenüberliegenden Magnetblockreihen besteht, die einen Zwischenraum G mit einem Abstand d zwischen sich freilassen. Jede Reihe wird dabei wie bei einem üblichen, in den 8A und 8B gezeigten Hybridwiggler aus einer Vielzahl von Permanentmagnetblöcken 1, 1, die hier als Hauptmagnete bezeichnet werden, und einer Vielzahl von Blöcken 3, 3 aus einem magnetisch weichen ferromagnetischen Material, das hier als Polstücke bezeichnet wird, die abwechselnd entlang der Längsrichtung der Reihe angeordnet sind. Die Magnetisierungsrichtung der Hauptmagnete 1, 1 erstreckt sich entlang der Richtung der Z-Achse, i.e. in Längsrichtung der Magnetblockreihe; sie sind jedoch in entgegengesetzte Richtung magnetisiert, wie dies durch die kleinen in jeden der Querschnitte 1, 1 geschriebenen Pfeile angedeutet ist. Das in dem Zwischenraum G erzeugte periodische Magnetfeld beruht vorwiegend auf dem Beitrag der Hauptmagnete 1, 1 und der Polstücke 3, 3.
  • Im Unterschied zu den Magnetblockreihen in einem üblichen Hybridwiggler wird jedes der Polstücke 3, 3 an den Seitenoberflächen sandwichartig durch ein Paar von Hilfspermanentmagnetblöcken 2, 2 eingefasst, die nachstehend als Hilfsmagnete bezeichnet sind. So ist jedes der Polstücke 3 durch vier Permanentmagnetblöcke umgeben, von denen zwei Hauptmagnete 1, 1 darstellen, die das Polstück in der Längsrichtung der Reihe sandwichartig einschließen, während die beiden anderen Hilfsmagnete 2, 2 darstellen, welche das Polstück 3 an den Seitenoberflächen sandwichartig einfassen. Die Magnetisierungsrichtung der Hilfsmagnete verläuft senkrecht zur Z-Achse und innerhalb der X-Z-Ebene, während die Magnetisierungsrichtung eines Hilfsmagneten 2 entgegengesetzt verläuft zu derjenigen des gegenüberliegenden Hilfsmagneten 2, der das Polstück 3 sandwichartig einfasst, und zu der des nächsten Paares von Hilfsmagneten 2, 2. Mit Hilfe dieser Hilfsmagneten 2, 2 kann das sinuskurvenartige periodische Magnetfeld in dem Zwischenraum G beträchtlich verstärkt werden.
  • Vorzugsweise sind die Endoberflächen 11, 21 und 31 der Hauptmagnete 1, der Hilfsmagnete 2 und der Polstücke 3, welche zu dem Zwischenraum G zeigen, im Wesentlichen koplanar, während die nach außen zeigenden Endoberflächen 16, 26 der Hauptmagnete 1 und der Hilfsmagnete 2, die per se koplanar sind, mit den nach außen zeigenden Endoberflächen 36 der Polstücke 3, 3 nicht koplanar sind, welche wie in den 1B, linke Hälfte zurückversetzt sind. Diese Anordnung der entsprechenden Blöcke 1, 2, 3 ist wichtig, um ein Streuen der Magnetflüsse nach außen von dem Wigglersystem zu vermeiden und um die Magnetflüsse zum Zwischenraum G zu konvergieren.
  • Bei den Einsatzvorrichtungen ist das Erfordernis, die Veränderungen hinsichtlich der Verteilung des Magnetflusses zu minimieren, im Allgemeinen derart stark, dass die Einstellung des Magnetfeldes nach dem Zusammenbau der Magnetblockreihen im Allgemeinen unverzichtbar ist. Für diese Einstellung des Magnetfeldes sind verschiedene Verfahren bekannt. Dazu zählt beispielsweise ein Verfahren, bei dem eine dünne Platte aus einem magnetisch weichen Magnetmaterial an eine Endoberfläche jeder der Permanentmagnetblöcke, welche zu dem Zwischenraum G zeigt, befestigt wird. Ferner ist ein Verfahren bekannt, bei dem Teile aus einem magnetisch weichen Magnetmaterial, welche die Einstellung des Magnetfeldes bewirken, außerhalb der Permanentmagnetblockreihe angeordnet sind. Das erstgenannte Verfahren ist für den erfindungsgemäßen Hybridwiggler nicht anwendbar, da zum Anbringen der oben beschriebenen magnetisch dünnen Platten an die Endoberflächen der Permanentmagnetblöcke kein Raum zur Verfügung steht. Das andere Verfahren ist ebenfalls aufgrund der komplizierten Struktur, welche für den Rahmen zum Halten der Magnetblockreihen erforderlich ist, ebenfalls nicht praktikabel.
  • 2 zeigt eine Querschnittsansicht in einer X-Y-Ebene einer Rahmenhalterung, die einen Halter 4 zum Halter der Permanentmagnetblöcke 2, 2 und einen Halter 8 zum Halten der Polstücke 3 in einer solchen Weise aufweist, dass sie zwischen den einander gegenüberliegenden Hilfsmagneten 2, 2 durch Drehen der Druckschraube 5 gleiten können, wodurch das Polstück 3 in Vertikalrichtung bezüglich der Hauptpermanentmagnetblöcke und Hilfspermanentmagnetblöcke 1, 1, 2, 2, welche dieses umgeben, verschoben wird. Da die Position des Polstücks 3 das Magnetfeld innerhalb des Zwischenraumes G stark beeinflusst, kann das Magnetfeld durch ein nur geringes Drehen der Druckschraube 5 höchst wirksam justiert werden.
  • Bei dem die Polstücke 3 bildenden Magnetmaterial handelt es sich um ein magnetisch weiches ferromagnetisches Material, beispielsweise Eisen oder Legierungen auf Eisenbasis, von denen Eisen-Kobalt-Legierungen hinsichtlich ihrer hohen Sättigungsmagnetisierung bevorzugt sind.
  • Nachstehend wird der erfindungsgemäße Hybridwiggler anhand eines Beispiels näher erläutert.
  • Beispiel
  • Es wurde ein Hybridwiggler mit den in den 3A, 3B und 3C gezeigten Querschnitten hergestellt. Bei der Einheit der in den Figuren wiedergegebenen Abmessungen handelt es sich jeweils um Millimeter. 3A zeigt eine vertikale Querschnittsansicht der Magnetblockreihenanordnung geschnitten in der Y-Z-Ebene, welche die zentrale Achse C aufweist. Bei der Querschnittsansicht der 3B handelt es sich um einen Querschnitt, geschnitten und betrachtet entlang der durch die Pfeile IIIB-IIIB in 3A angedeuteten Linie. Bei der Querschnittsansicht der 3C handelt es sich um einen Querschnitt geschnitten und betrachtet entlang der durch die Pfeile IIIC-IIIC in 3A angezeigten Linien.
  • Bei dem Material für die Permanentmagneten, das für die Hauptmagnete 1, 1 und die Hilfsmagnete 2, 2 eingesetzt wurde, handelt es sich um ein Neodym-Eisen-Bor-Magnet mit einer Restmagnetisierung Br von 1,29 T (12,9 kG) und einer Koerzitivkraft iHc von 1,03 MA/m (12,9 kOe) (N24H, ein Produkt von Shin-Etsu Chemical Co.). Die Polstücke 3, 3 waren aus einer Eisen-Kobalt-Legierung mit einer Sättigungsmagnetisierung von 2,31 T (23,1 kG) (Cemendur, ein Produkt von Tokin Co.) gefertigt. Drei Polstücke 3, 3 wurden für jede der Magnetblockreihen über eine Distanz von 100 mm angeordnet. Der Zwischenraum D zwischen den Magnetblockreihen besaß einen variablen Abstand von 3 bis 30 mm.
  • Jede der Magnetblockreihen, die aus vier Hauptmagneten 1, 1 und drei Polstücken 3, 3, die sandwichartig an den Seitenflächen durch ein Paar von Hilfsmagneten 2, 2 durch die nicht-magnetischen Halter 4 und 8 gehalten werden, bestand, wurde mit den Schutzwächtern 9 geschützt und fixiert durch die Magnetpresser 6 mit Schraubenbolzen 11, die auf einer Basisplatte 7 montiert werden, welche Öffnungen 10 zum Einsetzen einer Druckschraube 5 für die Feineinstellung der Position der Polstücke 3 besaß. Der wie oben hergestellte Hybridwiggler wurde als Testmodell für einen auf die Hälfte reduzierten aktuellen Hybridwiggler eingesetzt. So entspricht beispielsweise ein Zwischenraumabstand D von 5 mm in diesem Testmodell einem Zwischenraumabstand von 10 mm in einem aktuellen Modell.
  • 4 zeigt eine Kurve, in der die Ergebnisse dargestellt sind, welche durch die Messung des periodischen Magnetfeldes By in Richtung der Y-Achse entlang der zentralen Achse C in dem wie oben hergestellten Testwiggler für einen Zwischenraumabstand d von 3,5 mm (durchgezogene Linie) und 5,0 mm (gestrichelte Linie) erhalten wurden, wobei der Abstand z entlang der Z-Achse als Abszisse aufgetragen ist. Es wurde festgestellt, dass der Wert für den Oberseiten-Peak 2 geringfügig kleiner ist als der Wert für den Unterseiten-Peak 1. Dies liegt daran, dass der Oberseiten-Peak sandwichartig zwischen den nach unten gerichteten Peak-Magnetfeldern eingefasst ist. Diese Situation unterscheidet sich von einem aktuellen Wiggler mit einer großen Zahl von Perioden, bei dem das Peak-Magnetfeld einen Wert besitzen würde, der in etwa dem Peak 2 als zentralem Peak entspricht.
  • 5 zeigt eine Kurve, in der die Peakwerte (absolute Werte) des Magnetfeldes für die Peaks 1 (Kurve 1) und 2 (Kurve 2) dargestellt sind, wenn der Zwischenraumabstand d auf bis zu 30 mm variiert wurde. Der Peakwert für den Peak 2 betrug 2,8 T bzw. 3,0 T, wenn der Zwischenraumabstand d 5,0 mm beziehungsweise 3,5 mm entsprach, was einem Zwischenraum von 10 mm beziehungsweise 7 mm in einem aktuellen Wiggler entspricht.

Claims (7)

  1. Wiggler vom Hybridtyp bestehend aus einem Paar voneinander gegenüberliegenden Reihen und einem dazwischenliegenden Zwischenraum (G), wobei jede aus einer Vielzahl von Hauptpermanentmagnetblöcken (1) und einer Vielzahl von Blöcken aus einem magnetisch weichen ferromagnetischen Material als Polstücke (3), die alternativ in der Längsrichtung der Reihe angeordnet sind, gebildet wird, jeder Hauptpermanentmagnetblock (1) in einer Reihe nur einem der Hauptpermanentmagnetblöcke (1) in der anderen Reihe gegenüberliegt und jedes Polstück (3) in einer Reihe nur einem der Polstücke (3) in der anderen Reihe gegenüberliegt, dadurch gekennzeichnet, dass jedes der Polstücke (3) sandwichartig an den seitlichen Oberflächen eines Paars von Hilfspermanentmagnetblöcken (2) angeordnet ist.
  2. Wiggler vom Hybridtyp nach Anspruch 1, bei dem jedes der Polstücke (3) mit einem mechanischen Mittel ausgestattet ist, durch das das Polstück (3) gleitbar in der Richtung, die senkrecht zur Längsrichtung der Reihe ist, innerhalb eines Raumes, der von einem Paar von Hauptpermanentmagnetblöcken (1) und einem Paar von Hilfspermanentmagnetblöcken (2) begrenzt wird, angeordnet ist.
  3. Wiggler vom Hybridtyp nach Anspruch 1, bei dem das die Polstücke (3) bildende magnetisch weiche ferromagnetische Material eine Legierung aus Eisen und Cobalt ist.
  4. Wiggler vom Hybridtyp nach Anspruch 1, bei dem die Magnetisierungsrichtung des Hauptpermanentmagnetblockes (1) parallel zur Längsrichtung der Reihe und entgegengesetzt zu derjenigen des nächsten Hauptpermanentmagnetblockes (1) unter Zwischenlage eines Polstückes (3) dazwischen verläuft.
  5. Wiggler vom Hybridtyp nach Anspruch 1, bei dem die Magnetisierungsrichtung des Hilfspermanentmagnetblockes (2) senkrecht zur Längsrichtung der Reihe verläuft, wobei zwei Hilfspermanentmagnetblöcke (2) in einem Paar, das das Polstück (3) sandwichartig umgibt, in eine entgegengesetzt zueinander gerichtete Richtung magnetisiert sind.
  6. Wiggler vom Hybridtyp nach Anspruch 1, bei dem die Endoberflächen (11, 21, 31) der Hauptpermanentmagnetblöcke (1), Polstücke (3) und Hilfspermanentmagnetblöcke (2) in einer zu dem Zwischenraum (G) zeigenden Reihe im Wesentlichen koplanar sind.
  7. Wiggler vom Hybridtyp nach Anspruch 1, bei dem die Endoberfläche (36) des Polstücks (3), die von dem Zwischenraum (G) entfernt liegt, zurückgesetzt ist bezüglich der von dem Zwischenraum (G) entfernten Endoberflächen (16, 26) der Haupt-(1)- und Hilfs-(2)-Permanentmagnetblöcke.
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Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4111393A1 (de) * 1991-04-09 1992-10-15 Behringwerke Ag Stabilisierte faktor viii-praeparationen
US6574248B1 (en) * 1999-11-22 2003-06-03 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Army Laminated wigglers
US7148778B2 (en) * 2001-11-30 2006-12-12 The Regents Of The University Of California High performance hybrid magnetic structure for biotechnology applications
US6954128B2 (en) * 2001-11-30 2005-10-11 The Regents Of The University Of California High performance hybrid magnetic structure for biotechnology applications
US20080074223A1 (en) * 2006-09-22 2008-03-27 Pribonic Edward M Reinforcing of permanent magnet arrays
US20150090905A1 (en) * 2013-09-27 2015-04-02 Dmitri E. Nikonov Micromagnet Based Extreme Ultra-Violet Radiation Source
US9952513B2 (en) * 2014-03-31 2018-04-24 Asml Netherlands B.V. Undulator
US9669056B2 (en) * 2014-05-16 2017-06-06 Micronutrients Usa Llc Micronutrient supplement made from copper metal
WO2016063740A1 (ja) * 2014-10-21 2016-04-28 国立研究開発法人理化学研究所 アンジュレータ磁石列及びアンジュレータ
CN109235510B (zh) * 2018-10-18 2023-07-28 中国地质大学(武汉) 一种量测桩-土三维位移场的测试装置及方法
CN109561568B (zh) * 2018-11-27 2020-01-24 中国原子能科学研究院 一种产生扭摆轨道并增加轴向聚焦力的周期性磁铁组件

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4761584A (en) * 1987-01-30 1988-08-02 The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy Strong permanent magnet-assisted electromagnetic undulator
US5010640A (en) * 1989-07-21 1991-04-30 Amoco Corporation Method for improving a wiggler
US5183515A (en) * 1989-11-07 1993-02-02 Unitika Ltd. Fibrous anisotropic permanent magnet and production process thereof
US5099175A (en) * 1991-03-20 1992-03-24 The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy Tunability enhanced electromagnetic wiggler
FR2680289B1 (fr) * 1991-08-07 1993-10-08 Commissariat A Energie Atomique Laser a electrons libres a onduleur perfectionne.
JPH0831599A (ja) * 1994-07-15 1996-02-02 Japan Atom Energy Res Inst 無理数次高調波を発生するアンジュレータに用いられる磁場発生装置
US5939964A (en) * 1994-07-19 1999-08-17 Intermagnetics General Corporation Compact magnetic module for periodic magnetic devices
JP3296674B2 (ja) * 1995-02-02 2002-07-02 理化学研究所 シンクロトロン放射における挿入光源
JPH09184051A (ja) * 1995-10-31 1997-07-15 Nkk Corp 残留磁束密度の低い軟磁性合金材
JP3248838B2 (ja) 1995-12-01 2002-01-21 三菱電機株式会社 アンジュレータ
US5945899A (en) * 1996-09-13 1999-08-31 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Army Permanent magnet twister
JP3249930B2 (ja) * 1997-04-14 2002-01-28 信越化学工業株式会社 挿入光源

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