JP2862459B2 - 多連偏向電磁石装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、シンクロトロン放射(s
ynchrotron radiation)の光源装置を構成する多連偏向
電磁石装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】シンクロトロン放射は、光とほぼ同じ速
度を持つ高エネルギー電子が磁界により円軌道を運動す
るときに発生する光であり、電子のエネルギーが十分に
高ければ、そのスペクトルは真空紫外領域からＸ線領域
に及ぶ連続分布を示し、その波長域の汎用光源になる。

【０００３】そして、本出願人は、特願平３−２８７４
９４号において図１０、図１１に示す多連偏向電磁石装
置を上述の光源装置として提案した。図１０、図１１に
おいて、１は磁極、２は継鉄、３は励磁用コイル、４
ａ、４ｂは架台、５は垂直磁場発生用電磁石、６は水平
磁場発生用電磁石、７は端部用電磁石である。

【０００４】つまり、多連偏向電磁石装置は、図１０に
示すように、磁極１、継鉄２及び励磁用コイル３によっ
て磁気回路が構成され、励磁用コイル３に電流を流すこ
とにより磁極間に偏向磁場が発生するように構成されて
いる。また図１１に示すように、架台４ａ上に垂直磁場
発生用電磁石５及び水平磁場発生用電磁石６が交互に配
置され、両端に端部用電磁石７、７がそれぞれ配置され
ている。ここでこの装置を単純化して水平磁場発生用電
磁石６がないものと仮定すれば、他の垂直磁場発生用電
磁石５は、電子ビーム軸に沿って交互に極性が反転する
ように電気的な結線がなされている。また、図１０、図
１１によれば、端部用電磁石７も垂直磁場発生用電磁石
５と同様のものに看做されるが、端部用電磁石７は偏向
能力が内側の電磁石の半分になるようにする必要があ
り、それには全ての電磁石を直列励磁できるように端部
の電磁石は励磁用コイルの巻き数を減らすか、端部は別
電源とし、その励磁電流を減らすかして偏向の力を調整
するようにすればよい。

【０００５】上述した条件下で垂直磁場発生用電磁石５
は周期的に変化する磁場を発生し、入射した電子ビーム
はローレンツ力により磁場と直交する力を受けて周期的
に蛇行する。この時、電子は加速度を受けシンクロトロ
ン放射を行なう。

【０００６】例えば、上記周期磁場Ｂyを式（１）で表
わせば、電子軌道のｚ軸に対する最大の傾きΨ０とγ−
１との比Ｋは、磁場強度Ｂ０（テスラ）と周期長λｕ
（ｃｍ）とで式（２）で表わされる。 Ｂｙ＝Ｂ０ｓｉｎ（２πｚ／λｕ）・・・・・・・・・・・・・・・・・・（１） Ｋ＝Ψ０／γ−１＝０.９３４Ｂ０（テスラ）λｕ（ｃｍ）・・・・・・・・(2) 但し、電子のエネルギーをＥ（ＧｅＶ）とすればγは式
（３）で表わされる。 γ＝１９５７・Ｅ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・（３） また、このシンクロトロン放射の基本波長λ１は、式
（４）で表わされる値になり、Ｋが大きくなるほど、即
ち周期長λｕが長く、磁場が高いほど、あるいは電子ビ
ームのエネルギーが低いほど基本波の波長が長くなるこ
とが判る。 λ１＝λｕ（１＋Ｋ２／２）／２γ２・・・・・・・・・・・・・・・・・（４） 一方、放射光の強度は周期数Ｎを増すと、Ｎ倍から可干
渉性により最大でＮ２倍に増幅される。更に、高調波特
性がこのＫ値に強く依存し、Ｋ≪の場合にはスペクトル
は基本波のみとなり、Ｋ≫１の場合には円軌道のシンク
ロトロン放射によく似た高調波の列となり、広帯域連続
スペクトル光となる。Ｋ＜３の放射をアンジュレータ放
射、Ｋ＞３の場合をウィグラー放射と呼んでいる。特
に、アンジュレータ放射は、円軌道のシンクロトロン放
射の１０３〜１０４倍の高輝度が得られ、波長可変の準
単色光となり、電子ビームの蛇行面に平行な電気ベクト
ルを持つ直線偏向となる。この特性は極めて実用的価値
の高いものである。

【０００７】例えば、上述のような電磁石の配列が可能
な周期長（水平磁場発生用電磁石２台分の長さに相当す
る）λｕを６０（ｃｍ）として、電子のエネルギーが６
（ＧｅＶ）の電子蓄積リングに用いる場合、式（３）に
よりγ＝１１７４２、Ｋ＝２.５とし、式（１）より磁
場強度Ｂ０を０.０４４６（テスラ）とすれば、式
（４）よりアンジュレータ放射の基本波長は約９００
（ｎｍ）になることが判る。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
多連偏向電磁石装置は、上述のように構成されているた
め、個別の偏向電磁石を複数台並べて配置する必要があ
り、構造が複雑で且つ大掛りになるという課題があっ
た。また、波長の選択には式（３）、（４）からも明ら
かなように電子ビームエネルギーまたはＫ値（パラメー
タ）を制御する必要があり、また、多連偏向電磁石装置
を装着する電子蓄積リングのビームエネルギーは長期間
に亘って固定されているのが普通であるから、波長の選
択には日常的にはＫ値を可変にすることによって行なわ
れている。しかしながら、従来の多連偏向電磁石装置の
場合には周期長を可変にしたり周期数を変更することが
困難であるなどという課題があった。

【０００９】本発明は、上記課題を解決するためになさ
れたもので、装置全体を小型化すると共に周期長及び周
期数を変えることができる多連偏向電磁石装置を提供す
ることを目的としている。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明の請求項１に記載
の多連偏向電磁石装置は、電子ビームの軌道上に配置さ
れ、この電子を蛇行させるための磁場を発生させる磁場
発生手段を備え、この磁場発生手段は、複数の垂直また
は水平に対向配置される磁極を持つ電磁石を有するとと
もに、互いに対向する電磁石同士はこれら両者間に介装
した非磁性材料からなる支持部材により支持され、かつ
各前記磁極の対向面を電子ビームの軸方向の長さを段階
的に変化させて形成すると共に、これらの各磁極を上記
電子ビームの軸方向と直交する方向へ移動させる移動機
構を設けたものである。

【００１１】また、本発明の請求項２に記載の多連偏向
電磁石装置は、電子ビームの軌道上に配置され、この電
子を蛇行させるための磁場を発生させる磁場発生手段を
備え、この磁場発生手段は、複数の垂直または水平に対
向配置される磁極を持つ電磁石を有するとともに、互い
に対向する電磁石同士はこれらの一方の側縁部で非磁性
材料からなる湾曲支持部材により支持され、かつ各前記
磁極の対向面を電子ビームの軸方向の長さを段階的に変
化させて形成すると共に、これらの各磁極を上記電子ビ
ームの軸方向と直交する方向へ移動させる移動機構を設
けたものである。

【００１２】また、本発明の請求項３に記載の多連偏向
電磁石装置は、電子ビームの軌道上に配置され、この電
子を蛇行させるための磁場を発生させる磁場発生手段を
備え、この磁場発生手段は、複数の垂直または水平に対
向配置される磁極を持つ電磁石をビーム軌道上に等間隔
に配設して構成されているとともに、各電磁石間の間隔
をそれぞれ等しく保ったまま移動させる移動機構を備
え、かつ各前記磁極の対向面を電子ビームの軸方向の長
さを段階的に変化させて形成すると共に、これらの各磁
極を上記電子ビームの軸方向と直交する方向へ移動させ
る移動機構を設けたものである。

【００１３】また、本発明の請求項４に記載の多連偏向
電磁石装置は、請求項１〜請求項３のいずれかの記載の
発明において、電子ビームの軌道軸及び磁場の方向に垂
直な方向に、薄い電磁鋼板を積層して各磁極及び継鉄を
形成したものである。

【００１４】また、本発明の請求項５に記載の多連偏向
電磁石装置は、請求項１〜請求項４のいずれかに記載の
発明において、各磁極の極性パターンを選択する励磁切
替回路を設けたものである。

【００１５】

【作用】本発明の請求項１〜請求項３に記載の発明によ
れば、各磁極の対向面を電子ビームの軸方向の長さを段
階的に変化させて形成すると共にこれらの各磁極を電子
ビームの軸方向と直交する方向へ移動させる移動機構を
設けたため、磁場の周期を変えてシンクロトロン放射の
基本波長を容易に変えることができる。

【００１６】また、本発明の請求項４に記載の発明によ
れば、請求項１〜請求項３のいずれかに記載の発明にお
いて、電子ビームの軌道軸及び磁場の双方に垂直方向に
薄い電磁鋼板を積層して各磁極及び継鉄を形成したた
め、磁極間のピッチ及び磁極の長さを高精度に製作し、
しかも低コストで大量生産することができる。

【００１７】また、本発明の請求項５に記載の発明によ
れば、請求項１〜請求項４のいずれかに記載の発明にお
いて、各磁極の極性パターンを選択する励磁切替回路を
設けたため、必要に応じて励磁切換器を適宜切り換える
だけでシンクロトロン放射の基本波長を容易に変更する
ことができる。

【００１８】

【実施例】以下の説明において、従来と同一または相当
部分には同一符号を付して説明する。図１は本発明の多
連偏向電磁石装置の一参考例を示す図で、同図（ａ）は
その斜視図、同図（ｂ）は同図（ａ）のＢ−Ｂ線に沿っ
た断面図、図２は本発明の多連偏向電磁石装置の他の参
考例を示す図で、同図（ａ）はその斜視図、同図（ｂ）
は同図（ａ）のＢ−Ｂ線に沿った断面図、図３は本発明
の多連偏向電磁石装置の更に他の参考例を示す図で、同
図（ａ）はその斜視図、同図（ｂ）は同図（ａ）のＢ−
Ｂ線に沿った断面図、図４は本発明の多連偏向電磁石装
置の更に他の参考例を示す斜視図、図５は本発明の多連
偏向電磁石装置の更に他の参考例を示す斜視図、図６は
本発明の多連偏向電磁石装置の一実施例を示す図で、同
図（ａ）はその斜視図、同図（ｂ）は同図（ａ）の磁極
間でのビーム軌道を説明するための平面図、図７は本発
明の多連偏向電磁石装置の更に他の参考例を示す図で、
同図（ａ）はその鉄心部を示す斜視図、同図（ｂ）は同
図（ａ）の電磁鋼板を示す平面図、図８は本発明の多連
偏向電磁石装置の他の実施例のコイルの結線状態を示す
説明図、図９（ａ）、（ｂ）、（ｃ）はそれぞれ図８に
示す多連偏向電磁石装置の励磁パターンを示す説明図で
ある。

【００１９】参考例１．この発明の参考 例の多連偏向電磁石装置は、図１
（ａ）、（ｂ）に示すように、垂直方向で対向配置され
た上下一対の磁極１、１、これらの磁極１、１がそれぞ
れ一体化した継鉄２、２及び各磁極１、１をそれぞれ励
磁する励磁用コイル３、３を有する電磁石１０を備え、
且つ上下の各電磁石１０、１０はそれぞれ電子ビームの
軌道に沿って所定間隔を空けてそれぞれ一体の継鉄２、
２に一体化した状態で複数配置され、電子を蛇行させる
磁場発生手段として構成されている。そして、本実施例
では、上下の各磁極１、１の両側端部間に非磁性材料か
らなるピラー８、８がそれぞれ支持部材として介装さ
れ、各ピラー８、８によって対向する電磁石１０、１０
を直接支持するようになっている。そして、各ピラー
８、８は、同図（ｂ）に示すように、励磁用コイル３、
３の内側に位置し且つ磁極１、１間に配設されている。

【００２０】従ってこの参考例によれば、非磁性材料か
らなるピラー８を励磁用コイル３の大きさと無関係に磁
極１、１の対向面を直接支持するとができ、しかも継鉄
２の幅を磁極１と同一幅に形成することができるため、
電磁石１０を小型化することができる。また、励磁用コ
イル３は、内径側から寸法制限されるだけのため、電磁
石１０を容易に製作することができる。

【００２１】参考例２． この発明の参考例の多連偏向電磁石装置は、図２
（ａ）、（ｂ）に示すように、垂直方向で対向配置され
た上下一対の磁極１、１、これらの磁極１、１がそれぞ
れ一体化した継鉄２、２及び各磁極１、１をそれぞれ励
磁する励磁用コイル３、３を有する電磁石１０を備え、
且つ上下の各電磁石１０、１０はそれぞれ電子ビームの
軌道に沿って所定間隔を空けてそれぞれ一体の継鉄２、
２に一体化した状態で複数配置され、電子を蛇行させる
磁場発生手段として構成されている。そして本実施例で
は、上下の各磁極１、１間に非磁性材料からなる真空ダ
クト９が真空ダクト兼支持部材として介装され、この真
空ダクト９よって対向する電磁石１０、１０を直接支持
するように構成されている。そして、真空ダクト９は、
同図（ｂ）に示すように、励磁用コイル３、３の内側に
位置し且つ磁極１、１間に配設されている。

【００２２】従って、この参考例によれば、参考例１と
同様の作用効果を期することができる他、この参考例で
は真空ダクト９を磁極１、１間に介装してあるため、真
空ダクト９を組み立てた状態のまま電磁石１０、１０間
に組み込むことができ、従来の真空ダクトのように組み
立て時に上下に分解できる構造にしておく必要がなく、
真空ダクト９に組み立てを簡素化することができ、これ
によって真空ダクトを別途設ける必要がない。

【００２３】参考例３．この参考 例の多連偏向電磁石装置は、図３（ａ）、
（ｂ）に示すように、垂直方向で対向配置された上下一
対の磁極１、１、これらの磁極１、１がそれぞれ一体化
した継鉄２、２及び各磁極１、１をそれぞれ励磁する励
磁用コイル３、３を有する電磁石１０を備え、且つ上下
の各電磁石１０、１０はそれぞれ電子ビームの軌道に沿
って所定間隔を空けてそれぞれ一体の継鉄２、２に一体
化した状態で複数配置され、電子を蛇行させる磁場発生
手段として構成されている。そして、この参考例では、
上下の各磁極１、１を形成する継鉄２、２それぞれの一
側端が非磁性材料を湾曲してＣ型に形成されたＣ型ピラ
ー１１にそれぞれ接続され、Ｃ型ピラー１１によって対
向する電磁石１０、１０を直接支持するように構成され
ている。

【００２４】従って、この参考例によれば、参考例１と
同様の作用効果を期することができる他、この参考例で
はＣ型ピラー１１で磁極１、１を支持するようにしたた
め、磁極１、１周辺の空間が広くなり、電磁石１０を分
解することなく真空ダクトを取り付け、取り外すことが
でき、保守点検の作業性に優れている。

【００２５】参考例４．この参考 例の多連偏向電磁石装置は、図４に示すよう
に、垂直方向で対向配置された上下一対の磁極１、１、
これらの磁極１、１が形成された継鉄２、２及び各磁極
１、１をそれぞれ励磁する励磁用コイル３、３を有する
電磁石１０を備え、且つ上下の各電磁石１０、１０はそ
れぞれ独立した状態で電子ビームの軌道に沿って等間隔
を空けて複数配置され、電子を蛇行させる磁場発生手段
として構成されている。そして、この参考例では、上下
の各磁極１、１を継鉄２、２を介してＣ型に形成された
偏向電磁石１２として一体化し、しかも上下の各電磁石
１０がそれぞれ隣の上下の電磁石１０から独立し、これ
らはレール１３上を移動できるように構成されている。
更に、各電磁石１０は、それぞれの上側の継鉄２におい
てそれぞれ連結器１４により連結され、図示しない駆動
機構により連結器１４を駆動して互いの間隔を等しく保
ったまま狭くしたり、広くしたりすることができるよう
に構成されている。尚、上記レール１３及び連結器１４
により電磁石１０、１０間の間隔をそれぞれ等しく保っ
たまま移動させる移動機構を構成している。

【００２６】従って、この参考例によれば、端部に配置
された偏向電磁石１０のみをビーム軸Ｂの方向で移動さ
せると、他の電磁石１０も連結器１４を介して連動して
引っ張られ、各電磁石１０、１０の間隔を常に等しくし
た状態で移動させ、磁場の周期長を変えてシンクロトロ
ン放射の基本波長λ１を容易に変えることができる。そ
の他上記各実施例に準じた作用効果を期することができ
る。

【００２７】参考例５．この参考 例の多連偏向電磁石装置は、図５に示すよう
に、垂直方向で対向配置された上下一対の磁極１、１、
これらの磁極１、１が一体化した継鉄２、２及び各磁極
１、１をそれぞれ励磁する励磁用コイル３、３を有する
電磁石１０を備え、且つ上下の各電磁石１０、１０はそ
れぞれ電子ビームの軌道に沿って所定間隔を空けてそれ
ぞれ一体の継鉄２、２に複数配置され、電子を蛇行させ
る磁場発生手段として構成されている。そして本実施例
では、上下の各磁極１、１の両側端部間に非磁性材料か
らなるピラー８、８がそれぞれ参考例１の場合と同様に
介装され、各ピラー８、８によって対向する電磁石１
０、１０を直接支持するように構成されている。そし
て、各ピラー８、８は、励磁用コイル３、３の内側に位
置し且つ磁極１、１間に配設されている。

【００２８】また、各継鉄２、２のうち上側の継鉄２に
は電子ビームの軌道軸方向に沿って細長い長孔１５が形
成され、上側の各磁極１には磁極固定ボルト１６が取り
付けられ、これらの各磁極固定ボルト１６により上側の
各磁極１が移動可能に連結されている。そして、上記各
電磁石１０、１０は磁極固定ボルト１６を介して電子ビ
ームの軌道軸に沿ってそれぞれ移動させ、磁極固定ボル
ト１６により適宜固定できるように構成されている。更
に、上記電磁石１０は位置決めピン１７によって所定位
置で位置決めできるように構成されている。

【００２９】従って、この参考例によれば、各電磁石１
０は、継鉄２の長孔１５及び磁極固定ボルト１６を介し
て電子ビームの軌道軸方向の任意の位置で固定して磁極
１、１の周期を変えてシンクロトロン放射の基本波長λ
１を容易に変えることができる。また、電磁石１０を固
定する際には下側継鉄２の磁極側位置決めピン１７によ
って精度良く位置決めすることができる。その他上記各
参考例に準じた作用効果を期することができる。

【００３０】実施例１． この発明の実施例の多連偏向電磁石装置は、図６（ａ）
に示すように、垂直方向で対向配置された上下一対の磁
極１、１、これらの磁極１、１がそれぞれ一体化した継
鉄２、２及び各磁極１、１をそれぞれ励磁する励磁用コ
イル３、３を有する電磁石１０を備え、且つ上下の各電
磁石１０、１０はそれぞれ電子ビームの軌道に沿って所
定間隔を空けてそれぞれ一体の継鉄２、２に一体化した
状態で複数配置され、電子を蛇行させる磁場発生手段と
して構成されている。そして、この実施例では、上下の
各磁極１、１を形成する継鉄２、２それぞれの一側端が
非磁性材料を湾曲してコ字状に形成されたピラー１１に
それぞれ接続され、コ字状ピラー１１によって対向する
電磁石１０、１０を直接支持するように構成されてい
る。そして、上記各磁極１は、同図（ｂ）に示すよう
に、上記各磁極１、１の対向面を上記電子ビームの軌道
軸Ｂ方向の長さを段階的に変化させて形成すると共に、
これらの各磁極１、１を電子ビームの軌道軸Ｂ方向と直
交する方向へレール１３に沿って移動させるように構成
されている。

【００３１】従って、本実施例によれば、上記各磁極
１、１の対向面を上記電子ビームの軌道軸Ｂ方向の長さ
を段階的に変化させて形成すると共に、これらの各磁極
１、１を電子ビームの軌道軸Ｂ方向と直交する方向へレ
ール１３に沿って移動させるように構成されているた
め、磁極１、１間の間隔を段階的に変えることにより同
図（ｂ）の電子ビームの各軌道軸Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３での
磁場の周期を変えてシンクロトロン放射の基本波長λ１
を容易に変えることができる。その他上記各参考例に準
じた作用効果を期することができる。

【００３２】参考例６．この発明の参考 例の多連偏向電磁石装置は、図７（ａ）
に示すように、その鉄心部１８の構造を上記各参考例と
異にする以外は上記各参考例に応じて構成されている。
そこで、この参考例に用いられる鉄心部１８について説
明すると、この鉄心部１８は、同図に示すように、電子
ビームの軌道軸及び磁場の双方に垂直方向に薄い電磁鋼
板１９を積層して各磁極１及び継鉄２が一体的に形成さ
れ、そして各電磁鋼板１９は連結固定柱２０及び締付ボ
ルト２１によってそれぞれ一体化されている。また、縦
列の各磁極１及び継鉄２はそれぞれ端板２２及びキー２
３によって連結され、これら両者によって磁極１、１間
の相対的な位置を位置決めするように構成されている。

【００３３】従って、この参考例によれば、電子ビーム
の軌道軸及び磁場の双方に垂直方向に、同一パターンに
打ち抜いた薄い電磁鋼板１９を積層して各磁極１及び継
鉄２が一体的に形成されているため、磁極１、１間のピ
ッチ及び磁極１の長さを高精度に製作することができ、
これによって磁場の周期の精度を向上させることができ
る。また、各電磁石１０を構成する磁極１、継鉄２をモ
ジュール化することにより、磁極１の追加、削減を容易
に行なうことができ、用途に応じて放射光強度の選定を
容易に行なうことができる。更に、各磁極１が図７
（ｂ）に示すように単一形状の電磁鋼板１９からなるた
め、製作の機械化が容易で、低コストで大量生産するこ
とができる。その他上記各参考例に準じた作用効果を期
することができる。

【００３４】実施例２．この発明の実施例２ の多連偏向電磁石装置は、図８に示
すように、上下の各磁極１、１を励磁する各励磁用コイ
ル３、３に各磁極１、１の極性パターンを選択する励磁
切換器２４と、この切換器２４に電源を供給する電源装
置２５を備えた以外は上記各参考例及び実施例に準じて
構成されている。従って、この励磁切換器２４によって
上記各磁極１、１の極性パターン、つまり磁場の周期長
を適宜切り換えるように構成されている。例えば、図９
（ａ）のように全て励磁用コイル３、３によって上下の
各磁極１、１を全て励磁した場合の各磁極１、１の極性
パターンの周期長をλｕとすれば、同図（ｂ）のように
一つ置きに上下の各磁極１、１を励磁用コイル３、３に
よって励磁すれば、この時の磁場の周期長は２λｕとな
り、同図（ｃ）のように二つ置きに上下の各磁極１、１
を励磁用コイル３、３によって励磁すれば、この時の磁
場の周期長は３λｕとなるように構成されている。

【００３５】従って、本実施例によれば、励磁切換器２
４によって各磁極１、１の極性パターンを図９の
（ａ）、（ｂ）、（ｃ）に示すように切り換えるように
したため、必要に応じて励磁切換器２４を適宜切り換え
るだけで磁場の周期長、つまりシンクロトロン放射の基
本波長を容易に変更することができる。その他上記各参
考例および実施例に準じた作用効果を期することができ
る。

【００３６】尚、上記各参考例および実施例では、磁極
１、１をそれぞれ上下で対をなすものについて説明した
が、各磁極１、１は水平方向で対をなすように配置して
も同様の作用効果を期することができる。また、本発明
は、上記各参考例および実施 例に何等制限されるもので
はなく、本発明の要旨を逸脱しない限り、全て本発明に
包含される。

【００３７】

【発明の効果】本発明の請求項１に記載の発明によれ
ば、複数の垂直または水平に対向配置される磁極を持つ
電磁石から構成し、対向する電磁石同士を非磁性材料部
材で支持したため、電磁石を小型化することができ、ま
た、励磁用コイルが内径側から寸法制限されるだけのた
め、電磁石を容易且つ低コストで製作することができる
多連偏向電磁石装置を提供することができる。また、各
磁極の対向面を電子ビームの軸方向の長さを段階的に変
化させて形成すると共にこれらの各磁極を電子ビームの
軸方向と直交する方向へ移動させる移動機構を設けたた
め、磁場の周期長を変えてシンクロトロン放射の基本波
長を容易に変えることができる多連偏向電磁石装置を提
供することができる。

【００３８】また、本発明の請求項２に記載の発明によ
れば、複数の垂直または水平に対向配置される磁極を持
つ電磁石から構成し、対向する電磁石同士を非磁性材料
からなる湾曲支持部材の両端で支持したため、磁極周辺
の空間が広くなり、電磁石を分解することなく真空ダク
トを取り付け、取り外すことができ、保守点検の作業性
に優れた多連偏向電磁石装置を提供することができる。
また、各磁極の対向面を電子ビームの軸方向の長さを段
階的に変化させて形成すると共にこれらの各磁極を電子
ビームの軸方向と直交する方向へ移動させる移動機構を
設けたため、磁場の周期長を変えてシンクロトロン放射
の基本波長を容易に変えることができる多連偏向電磁石
装置を提供することができる。

【００３９】また、本発明の請求項３に記載の発明によ
れば、磁場発生手段として複数の偏向電磁石をビーム軌
道上に等間隔に配設して構成し、各電磁石間の間隔をそ
れぞれ等しく保ったまま移動させる移動機構を設けたた
め、電磁石を小型化して容易且つ低コストで製作するこ
とができ、しかも磁場の周期長を変えてシンクロトロン
放射の基本波長を容易に変えることができる多連偏向電
磁石装置を提供することができる。また、各磁極の対向
面を電子ビームの軸方向の長さを段階的に変化させて形
成すると共にこれらの各磁極を電子ビームの軸方向と直
交する方向へ移動させる移動機構を設けたため、磁場の
周期長を変えてシンクロトロン放射の基本波長を容易に
変えることができる多連偏向電磁石装置を提供すること
ができる。

【００４０】また、本発明の請求項４に記載の発明によ
れば、請求項１〜請求項３のいずれかに記載の発明にお
いて、電子ビームの軌道軸及び磁場の双方に垂直方向に
薄い電磁鋼板を積層して各磁極及び継鉄を形成したた
め、磁極間のピッチ及び磁極の長さを高精度に製作し、
しかも低コストで大量生産することができる多連偏向電
磁石装置を提供することができる。

【００４１】また、本発明の請求項５に記載の発明によ
れば、請求項１〜請求項４のいずれかに記載の発明にお
いて、各磁極の極性パターンを選択する励磁切替回路を
設けたため、必要に応じて励磁切換器を適宜切り換える
だけで磁場の周期長を変えてシンクロトロン放射の基本
波長を容易に変えることができる多連偏向電磁石装置を
提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の多連偏向電磁石装置の一参考例を示
す図で、同図（ａ）はその斜視図、同図（ｂ）は同図
（ａ）のＢ−Ｂ線に沿った断面図である。

【図２】 本発明の多連偏向電磁石装置の他の参考例を
示す図で、同図（ａ）はその斜視図、同図（ｂ）は同図
（ａ）のＢ−Ｂ線に沿った断面図である。

【図３】 本発明の多連偏向電磁石装置の更に他の参考
例を示す図で、同図（ａ）はその斜視図、同図（ｂ）は
同図（ａ）のＢ−Ｂ線に沿った断面図である。

【図４】 本発明の多連偏向電磁石装置の更に他の参考
例を示す斜視図である。

【図５】 本発明の多連偏向電磁石装置の更に他の参考
例を示す斜視図である。

【図６】 本発明の多連偏向電磁石装置の一実施例を示
す図で、同図（ａ）はその斜視図、同図（ｂ）は同図
（ａ）の磁極間でのビーム軌道を説明するための平面図
である。

【図７】 本発明の多連偏向電磁石装置の更に他の参考
例を示す図で、同図（ａ）はその鉄心部を示す斜視図、
同図（ｂ）は同図（ａ）の電磁鋼板を示す平面図であ
る。

【図８】 本発明の多連偏向電磁石装置の他の実施例の
コイルの結線状態を示す説明図である。

【図９】 （ａ）、（ｂ）、（ｃ）はそれぞれ図８に示
す多連偏向電磁石装置の励磁パターンを示す説明図であ
る。

【図１０】 従来の多連偏向電磁石装置の一例を示す正
面図である。

【図１１】 図１０に示す多連偏向電磁石装置を示す側
面図である。

【符号の説明】

１ 磁極、２ 継鉄、３ 励磁用コイル、８ ピラー、
９ 真空ダクト、１０電磁石、１１ Ｃ型ピラー、１２
偏向電磁石、１３ レール（移動機構）、１４ 連結
器（移動機構）、１５ 長孔（移動機構）、１９ 電磁
鋼板、２４励磁切換器。

フロントページの続き (72)発明者 松井 重明 神戸市兵庫区和田崎町１丁目１番２号 三菱電機株式会社 神戸製作所内 (56)参考文献 特開 平６−275399（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−299391（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−13306（ＪＰ，Ａ) 実開 昭57−26833（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭56−49108（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) H05H 7/00 - 15/00 H01F 3/10 - 3/14 H01S 3/30 G21K 1/093

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 電子ビームの軌道上に配置され、この電
   子を蛇行させるための磁場を発生させる磁場発生手段を
   備え、この磁場発生手段は、複数の垂直または水平に対
   向配置される磁極を持つ電磁石を有するとともに、互い
   に対向する電磁石同士はこれら両者間に介装した非磁性
   材料からなる支持部材により支持され、かつ各前記磁極
   の対向面を電子ビームの軸方向の長さを段階的に変化さ
   せて形成すると共に、これらの各磁極を上記電子ビーム
   の軸方向と直交する方向へ移動させる移動機構を設けた
   ことを特徴とする多連偏向電磁石装置。
2. 【請求項２】 電子ビームの軌道上に配置され、この電
   子を蛇行させるための磁場を発生させる磁場発生手段を
   備え、この磁場発生手段は、複数の垂直または水平に対
   向配置される磁極を持つ電磁石を有するとともに、互い
   に対向する電磁石同士はこれらの一方の側縁部で非磁性
   材料からなる湾曲支持部材により支持され、かつ各前記
   磁極の対向面を電子ビームの軸方向の長さを段階的に変
   化させて形成すると共に、これらの各磁極を上記電子ビ
   ームの軸方向と直交する方向へ移動させる移動機構を設
   けたことを特徴とする多連偏向電磁石装置。
3. 【請求項３】 電子ビームの軌道上に配置され、この電
   子を蛇行させるための磁場を発生させる磁場発生手段を
   備え、この磁場発生手段は、複数の垂直または水平に対
   向配置される磁極を持つ電磁石をビーム軌道上に等間隔
   に配設して構成されているとともに、各電磁石間の間隔
   をそれぞれ等しく保ったまま移動させる移動機構を備
   え、かつ各前記磁極の対向面を電子ビームの軸方向の長
   さを段階的に変化させて形成すると共に、これらの各磁
   極を上記電子ビームの軸方向と直交する方向へ移動させ
   る移動機構を設けたことを特徴とする多連偏向電磁石装
   置。
4. 【請求項４】 垂直または水平に対向配置された電磁石
   の磁極および継鉄を、電子ビームの軌道軸及び磁場の方
   向に垂直な方向に薄い電磁鋼板を積層して形成したこと
   を特徴とする請求項１〜請求項３のいずれかに記載の多
   連偏向電磁石装置。
5. 【請求項５】 各磁極の極性パターンを選択する励磁切
   替回路を設けたことを特徴とする請求項１〜請求項４の
   いずれかに記載の多連偏向電磁石装置。