JP3026360B2 - モニター - Google Patents
モニターInfo
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- JP3026360B2 JP3026360B2 JP2322856A JP32285690A JP3026360B2 JP 3026360 B2 JP3026360 B2 JP 3026360B2 JP 2322856 A JP2322856 A JP 2322856A JP 32285690 A JP32285690 A JP 32285690A JP 3026360 B2 JP3026360 B2 JP 3026360B2
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- monitor
- electrode
- vacuum
- accelerator
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、ビームモニターを用いた加速器へのビーム
入射の制御方法に関する。
入射の制御方法に関する。
〔従来の技術〕 従来、ビームプロファイルモニターについては高エネ
ルギー研究所発行オーホー86のビームモニターとビーム
不安定性のセミナー集P.III−13−P.III−15において論
じられているように、高速電子の放射する放射光の可能
部を光ダイオードアレイで受光し、ビーム形を出力する
方式が使用されていた。
ルギー研究所発行オーホー86のビームモニターとビーム
不安定性のセミナー集P.III−13−P.III−15において論
じられているように、高速電子の放射する放射光の可能
部を光ダイオードアレイで受光し、ビーム形を出力する
方式が使用されていた。
上記従来技術においては、電子が低エネルギー状態の
時、つまり放射光の波長が非常に長い場合には使用でき
ない。また、放射光を銅製のミラーで可視部のみを取り
出し、光学系に渡しているためミラーから光学系の光軸
のアライメントが非常に困難となる。さらに、放射光の
ミラーは、強力なＸ線の照射を同時に受けるために、ミ
ラー損傷がたびたび発生し、その度に修理のため超高真
空を破らなければならない欠点が有る。また、高エネル
ギー状態でも放射光を出さないイオンビームの加速器に
おいては、原理的に使えない問題点がある。
時、つまり放射光の波長が非常に長い場合には使用でき
ない。また、放射光を銅製のミラーで可視部のみを取り
出し、光学系に渡しているためミラーから光学系の光軸
のアライメントが非常に困難となる。さらに、放射光の
ミラーは、強力なＸ線の照射を同時に受けるために、ミ
ラー損傷がたびたび発生し、その度に修理のため超高真
空を破らなければならない欠点が有る。また、高エネル
ギー状態でも放射光を出さないイオンビームの加速器に
おいては、原理的に使えない問題点がある。
一方、ビームダクト中に多数の抵抗芯線を張りビーム
が芯線と衝突することにより放出する二次電子の量を測
定する方式のモニターも存在するが円形加速器において
は、ビームはベータトロン振動のため多数回周回した後
は、必らずどれかの芯線に衝突してしまうため、ビーム
の随時観測はできない問題点がある。
が芯線と衝突することにより放出する二次電子の量を測
定する方式のモニターも存在するが円形加速器において
は、ビームはベータトロン振動のため多数回周回した後
は、必らずどれかの芯線に衝突してしまうため、ビーム
の随時観測はできない問題点がある。
本発明の目的は、放射光がない状態の電子や放射光の
ないイオンビームにおいても、随時ビームプロファイル
が出力できる非破壊型のモニターを用いて、加速器に入
射されるビームの電流値を最大にできる入射制御方法を
提供することにある。
ないイオンビームにおいても、随時ビームプロファイル
が出力できる非破壊型のモニターを用いて、加速器に入
射されるビームの電流値を最大にできる入射制御方法を
提供することにある。
上記目的は、次のような手段で達成される。真空ダク
ト、ピックアップ電極およびフィードスルからなり、真
空ダクトの内面と同じ形状を有するように、多数個のピ
ックアップ電極を配置することにより、真空ダクト中を
通過するビームの感じる真空面をなめらかに保つ加速器
のモニタを用い、任意の電極対に時間間隔を割当て、あ
る時間間隔に対応する電極対の電圧を最大に保つよう
に、励磁電源の電流値を制御し、加速器に入射される電
流値を最大にする。
ト、ピックアップ電極およびフィードスルからなり、真
空ダクトの内面と同じ形状を有するように、多数個のピ
ックアップ電極を配置することにより、真空ダクト中を
通過するビームの感じる真空面をなめらかに保つ加速器
のモニタを用い、任意の電極対に時間間隔を割当て、あ
る時間間隔に対応する電極対の電圧を最大に保つよう
に、励磁電源の電流値を制御し、加速器に入射される電
流値を最大にする。
断面任意形状の真空ダクト内面と同じ形状とすること
により、モニター配置による真空面の凸凹をなくす。そ
れによって、真空ダクト内にビームの誘起する電磁場
（ウェイク場）にみだれを生じさせない。従って、モニ
ターによる不安定性を回避することができる。
により、モニター配置による真空面の凸凹をなくす。そ
れによって、真空ダクト内にビームの誘起する電磁場
（ウェイク場）にみだれを生じさせない。従って、モニ
ターによる不安定性を回避することができる。
また、上記形状で多数個のピックアップ電極を置くこ
とにより、真空ダクト内面をすべてカバーすれば、たと
えビームが中心より非常に離れて通る場合、真空ダクト
付近を通過する時でも、ビーム位置に比例した信号が得
られる。
とにより、真空ダクト内面をすべてカバーすれば、たと
えビームが中心より非常に離れて通る場合、真空ダクト
付近を通過する時でも、ビーム位置に比例した信号が得
られる。
多数個のピックアップ電極を用いることによりビーム
プロファイルの分解能は、電極の設置数により決定でき
る。
プロファイルの分解能は、電極の設置数により決定でき
る。
更に、上記のようなモニタによりビームを観測するこ
とで、加速器に入射するビームの電流値を最大に制御す
ることができる。
とで、加速器に入射するビームの電流値を最大に制御す
ることができる。
以下、本発明の一実施例を第一図により説明する。真
空容器の断面形状は、任意形状として良いが、一例とし
てレーストラック型の真空容器10を考える。このモニタ
ーは10の内面形状と同じ形状を有し、それを周方向に多
数個並べたピックアップ電極20とその電極と真空容器10
との間の浮遊容量を決定するための対向電極21及び20に
誘起される電圧を取り出すフィールドスルー22より成
る。真空ダクト中を運動する粒子塊30は、電流とみなす
ことができ電極20には、 Q:20の位置を運動する粒子の個数 C:20の容量 V:20に誘起される電圧 R:出力抵抗（50Ω） を満足する電圧が発生する。また、Ｑは、ダクト形状，
粒子の線密度，周波数，バンチ時間巾及び粒子の分布形
状，ダクト中心からの偏位の関数となる。そこで、第２
図の点線で示すような、上下左右の電極対の間で のような演算を行う。V1は、上電極の電圧、V2は下電極
の電圧、 総での電極電圧の和を示す。従って、Ｘは電極対間の重
心位置を求めることとなり、Ｈは、その電極対の全体に
対する相対強度となる。しかも、Ｈは、総和により規格
化してあるために、ダクトを通過する電流が変化しても
変わらない値となる。電極対の位置は、製作時に決まっ
てしまうため、重心位置のみで二次元の位置を確定する
ことができる。この重心位置及び相対強度を任意の電極
対間で求めて重ね合わせることにより、40〜42に示され
る縦，横方向の一次元プロファイルとともに、二次元プ
ロファイルを得ることができる。
空容器の断面形状は、任意形状として良いが、一例とし
てレーストラック型の真空容器10を考える。このモニタ
ーは10の内面形状と同じ形状を有し、それを周方向に多
数個並べたピックアップ電極20とその電極と真空容器10
との間の浮遊容量を決定するための対向電極21及び20に
誘起される電圧を取り出すフィールドスルー22より成
る。真空ダクト中を運動する粒子塊30は、電流とみなす
ことができ電極20には、 Q:20の位置を運動する粒子の個数 C:20の容量 V:20に誘起される電圧 R:出力抵抗（50Ω） を満足する電圧が発生する。また、Ｑは、ダクト形状，
粒子の線密度，周波数，バンチ時間巾及び粒子の分布形
状，ダクト中心からの偏位の関数となる。そこで、第２
図の点線で示すような、上下左右の電極対の間で のような演算を行う。V1は、上電極の電圧、V2は下電極
の電圧、 総での電極電圧の和を示す。従って、Ｘは電極対間の重
心位置を求めることとなり、Ｈは、その電極対の全体に
対する相対強度となる。しかも、Ｈは、総和により規格
化してあるために、ダクトを通過する電流が変化しても
変わらない値となる。電極対の位置は、製作時に決まっ
てしまうため、重心位置のみで二次元の位置を確定する
ことができる。この重心位置及び相対強度を任意の電極
対間で求めて重ね合わせることにより、40〜42に示され
る縦，横方向の一次元プロファイルとともに、二次元プ
ロファイルを得ることができる。
実施例２ 第一図縦断面図のように、モニタに使用される電極
は、真空ダクト内面形状と同じ形状を有すると粒子塊30
の作るウェイク場のように対向面極と同形とし、電極間
隔を放電限界より僅かに低い所に設定すると式（１）中
の浮遊容量をもっとも小さくすることができる。Ｃが下
がると、 で決まる遮断周波数が上がると同時に、極板から引き出
せる電圧が上がり、ダイナミックレンジが広く、微小電
流でもプロファイル測定が可能となる。
は、真空ダクト内面形状と同じ形状を有すると粒子塊30
の作るウェイク場のように対向面極と同形とし、電極間
隔を放電限界より僅かに低い所に設定すると式（１）中
の浮遊容量をもっとも小さくすることができる。Ｃが下
がると、 で決まる遮断周波数が上がると同時に、極板から引き出
せる電圧が上がり、ダイナミックレンジが広く、微小電
流でもプロファイル測定が可能となる。
実施例３ 加速器への入射は、第４図中50で示されるパータベー
タの偏向磁場を発生させ、入射器51の位置で平衡軌道52
を54のようにずらして入射させる。その後、55で示され
る電流パターンにより偏向磁場を減少させ52を元に戻す
方法が取られている。従来、55のパターンは、解析的に
求められているものを用いていたが、本発明のモニタ
を、例えば加速器中のある場所53のように配置し、55で
示される61〜65の時間間隔を56で示すような電極配置に
割り当てる。その後、61〜65の時間間隔の間に、その割
り当てられた電極電圧が、全電極中で最大になるまで、
電流値を一定に保持するようにパータベータ電源にフィ
ードバックを施す。これにより、パータベータの動作時
間tfと動作強度をプロファイルモニタで制御すること
で、最っとも入射電流が大きい状態で平衡軌道に戻るこ
とが、可能となる。
タの偏向磁場を発生させ、入射器51の位置で平衡軌道52
を54のようにずらして入射させる。その後、55で示され
る電流パターンにより偏向磁場を減少させ52を元に戻す
方法が取られている。従来、55のパターンは、解析的に
求められているものを用いていたが、本発明のモニタ
を、例えば加速器中のある場所53のように配置し、55で
示される61〜65の時間間隔を56で示すような電極配置に
割り当てる。その後、61〜65の時間間隔の間に、その割
り当てられた電極電圧が、全電極中で最大になるまで、
電流値を一定に保持するようにパータベータ電源にフィ
ードバックを施す。これにより、パータベータの動作時
間tfと動作強度をプロファイルモニタで制御すること
で、最っとも入射電流が大きい状態で平衡軌道に戻るこ
とが、可能となる。
本発明によれば、あらゆる粒子線の低エネルギーから
高エネルギーまでのビームプロファイルを知ることがで
きるため、従来低エネルギー入射時の手さぐりで探さな
ければならなかった入射パラメータをオンラインで、ビ
ームを観測しながら決定できるため、加速器に入射する
ビームの電流値を最大にすることができる。
高エネルギーまでのビームプロファイルを知ることがで
きるため、従来低エネルギー入射時の手さぐりで探さな
ければならなかった入射パラメータをオンラインで、ビ
ームを観測しながら決定できるため、加速器に入射する
ビームの電流値を最大にすることができる。
第１図は、本発明の一実施例の縦及び横断面図、第２図
は、本発明の一実施例の結果を示す。第３図は、本発明
の一実施例、第４図は、本発明の一実施例で、入射制御
に使用したもの。 10……真空ダクト、20……ピックアップ電極、21……対
向電極、22……フィードスルー、30……粒子線・ビー
ム、40……縦方向プロファイル、41……横方向プロファ
イル、42……二次元プロファイル。
は、本発明の一実施例の結果を示す。第３図は、本発明
の一実施例、第４図は、本発明の一実施例で、入射制御
に使用したもの。 10……真空ダクト、20……ピックアップ電極、21……対
向電極、22……フィードスルー、30……粒子線・ビー
ム、40……縦方向プロファイル、41……横方向プロファ
イル、42……二次元プロファイル。
Claims (1)
- 【請求項１】真空ダクト、ピックアップ電極およびフィ
ードスルからなり、真空ダクトの内面と同じ形状を有す
るように、多数個のピックアップ電極を配置することに
より、真空ダクト中を通過するビームの感じる真空面を
なめらかに保つ加速器のモニタを用い、任意の電極対に
時間間隔を割当て、ある時間間隔に対応する電極対の電
圧を最大に保つように、励磁電源の電流値を制御し、加
速器に入射される電流値を最大にすることを特徴とする
入射制御方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2322856A JP3026360B2 (ja) | 1990-11-28 | 1990-11-28 | モニター |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2322856A JP3026360B2 (ja) | 1990-11-28 | 1990-11-28 | モニター |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04196099A JPH04196099A (ja) | 1992-07-15 |
| JP3026360B2 true JP3026360B2 (ja) | 2000-03-27 |
Family
ID=18148369
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2322856A Expired - Fee Related JP3026360B2 (ja) | 1990-11-28 | 1990-11-28 | モニター |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3026360B2 (ja) |
-
1990
- 1990-11-28 JP JP2322856A patent/JP3026360B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04196099A (ja) | 1992-07-15 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |