JP3263656B2 - 放射光発生装置 - Google Patents
放射光発生装置Info
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- JP3263656B2 JP3263656B2 JP07876298A JP7876298A JP3263656B2 JP 3263656 B2 JP3263656 B2 JP 3263656B2 JP 07876298 A JP07876298 A JP 07876298A JP 7876298 A JP7876298 A JP 7876298A JP 3263656 B2 JP3263656 B2 JP 3263656B2
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、真空容器内で荷電
粒子を曲線軌道に沿って運動させることにより放射光を
発生する放射光発生装置に係り、特に、シンクロトロン
放射光（ＳＲ光と称する）の発生に用いるのに好適な、
真空容器内で放射光の照射により発生するガスを低減す
ることが可能な放射光発生装置に関する。
粒子を曲線軌道に沿って運動させることにより放射光を
発生する放射光発生装置に係り、特に、シンクロトロン
放射光（ＳＲ光と称する）の発生に用いるのに好適な、
真空容器内で放射光の照射により発生するガスを低減す
ることが可能な放射光発生装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】電子や陽電子等の荷電粒子を曲線軌道に
沿って運動させることにより、ＳＲ光を発生するシンク
ロトロン放射光発生装置が知られている。
沿って運動させることにより、ＳＲ光を発生するシンク
ロトロン放射光発生装置が知られている。
【０００３】このシンクロトロン放射光発生装置は、例
えば図５（偏向部の平面図）及び図６（図５のVI−VI線
に沿う横断面図）に示す如く、蓄積電子ビーム１０が円
弧状に進行する電子ビーム偏向部２２、前記蓄積電子ビ
ーム１０から放射されたＳＲ光１２を外部に取り出すた
めのＳＲ光取出ポート２４Ｐが側壁に形成された真空排
気部２４、及び、該真空排気部２４と前記電子ビーム偏
向部２２を連結する連結部２６からなる真空容器２０を
備えている。ここで、電子ビーム蓄積部は、ＳＲ光を発
生する前記偏向部２２と、ＳＲ光を発生しない直進部と
から構成される。
えば図５（偏向部の平面図）及び図６（図５のVI−VI線
に沿う横断面図）に示す如く、蓄積電子ビーム１０が円
弧状に進行する電子ビーム偏向部２２、前記蓄積電子ビ
ーム１０から放射されたＳＲ光１２を外部に取り出すた
めのＳＲ光取出ポート２４Ｐが側壁に形成された真空排
気部２４、及び、該真空排気部２４と前記電子ビーム偏
向部２２を連結する連結部２６からなる真空容器２０を
備えている。ここで、電子ビーム蓄積部は、ＳＲ光を発
生する前記偏向部２２と、ＳＲ光を発生しない直進部と
から構成される。
【０００４】前記蓄積電子ビーム１０は、偏向される箇
所で、その接線方向に連続的にＳＲ光１２を発生する
が、取出ポート２４Ｐを通過する部分以外は、真空容器
（具体的には真空排気部）の側壁２４Ｓに遮られ、大量
の放出ガス発生の原因となる。
所で、その接線方向に連続的にＳＲ光１２を発生する
が、取出ポート２４Ｐを通過する部分以外は、真空容器
（具体的には真空排気部）の側壁２４Ｓに遮られ、大量
の放出ガス発生の原因となる。
【０００５】この放出ガス発生は、金属表層への高エネ
ルギフォトン照射に光電子放出の部分と入熱による吸着
分子の放出の部分があり、後者は極く初期に低下する
が、前者は大量であると共に、低下に時間を要する。
又、前者は、部材の加熱焼出し（いわゆるベイキング）
では、低減できない。
ルギフォトン照射に光電子放出の部分と入熱による吸着
分子の放出の部分があり、後者は極く初期に低下する
が、前者は大量であると共に、低下に時間を要する。
又、前者は、部材の加熱焼出し（いわゆるベイキング）
では、低減できない。
【０００６】このようなシンクロトロン放射光発生装置
において、問題となるのは、真空容器２０の内壁にＳＲ
光１２が照射されることにより、真空容器表面から発生
する大量の放出ガスを、電子ビーム偏向部２２に伝播す
ることなく排気し、電子ビーム蓄積部を超高真空に保つ
ことである。
において、問題となるのは、真空容器２０の内壁にＳＲ
光１２が照射されることにより、真空容器表面から発生
する大量の放出ガスを、電子ビーム偏向部２２に伝播す
ることなく排気し、電子ビーム蓄積部を超高真空に保つ
ことである。
【０００７】そのため、ＳＲ光１２が照射される部分
に、ビームダンプ３０又はクロッチと呼ばれる放出ガス
の小さい部材（例えば真空中で溶解された純銅）を設
け、水等で冷却して、ガス発生の軽減を図っている。そ
して、発生したガスの電子ビーム偏向部２２への伝播を
抑制するために、該電子ビーム偏向部２２と前記真空排
気部２４の間に、コンダクタンスの小さな連結部２６を
設けている。
に、ビームダンプ３０又はクロッチと呼ばれる放出ガス
の小さい部材（例えば真空中で溶解された純銅）を設
け、水等で冷却して、ガス発生の軽減を図っている。そ
して、発生したガスの電子ビーム偏向部２２への伝播を
抑制するために、該電子ビーム偏向部２２と前記真空排
気部２４の間に、コンダクタンスの小さな連結部２６を
設けている。
【０００８】更に、前記真空排気部２４には、例えばク
ライオパネル等の内蔵型真空ポンプ３２が設けられ、前
記真空排気部２４の側壁２４Ｓで発生し、連結部２６で
塞き止められた放出ガスを排気して、真空容器２０内を
超高真空に保っている。
ライオパネル等の内蔵型真空ポンプ３２が設けられ、前
記真空排気部２４の側壁２４Ｓで発生し、連結部２６で
塞き止められた放出ガスを排気して、真空容器２０内を
超高真空に保っている。
【０００９】図において、３４は補助真空ポンプであ
る。
る。
【００１０】このようなシンクロトロン放射光発生装置
の基本的な性能の１つに、蓄積電流の周回寿命がある
が、これは、最適に運転調整された状態では、装置の電
子ビーム蓄積部の真空度により決定される。しかしなが
ら、運転初期においては、ベースの真空を如何に低い真
空に排気しようとも、電子ビームが蓄積されＳＲ光が真
空容器に照射されることにより大量のガスが発生し、電
子の周回軌道上を超高真空に保つのが困難となる。
の基本的な性能の１つに、蓄積電流の周回寿命がある
が、これは、最適に運転調整された状態では、装置の電
子ビーム蓄積部の真空度により決定される。しかしなが
ら、運転初期においては、ベースの真空を如何に低い真
空に排気しようとも、電子ビームが蓄積されＳＲ光が真
空容器に照射されることにより大量のガスが発生し、電
子の周回軌道上を超高真空に保つのが困難となる。
【００１１】通常は、この問題を低減するために、大き
な排気能力を有する真空ポンプを備え、ＳＲ光が照射さ
れる部材に、より放出ガスの少ない材料を選択／使用
し、十分冷却可能な構造とすることがなされているが、
ビームダンプ３０（又はクロッチ）の放出ガス低減も連
結部２６のコンダクタンス低減も原理的な限界があり、
十分な効果を得られていない。結局、装置の運転（即
ち、ビームダンプ３０へのＳＲ光１２の照射）を重ねて
放出ガスが低下する（枯れると称する）のを待たざるを
得ない。この間、蓄積電子ビーム１０の周回寿命は、極
く短い状態から要求／設計された状態へとゆっくり伸び
ていくので、放出ガスが十分に減少して、蓄積電流の周
回寿命が予定（設計）された長さになるまで、数年を要
している。
な排気能力を有する真空ポンプを備え、ＳＲ光が照射さ
れる部材に、より放出ガスの少ない材料を選択／使用
し、十分冷却可能な構造とすることがなされているが、
ビームダンプ３０（又はクロッチ）の放出ガス低減も連
結部２６のコンダクタンス低減も原理的な限界があり、
十分な効果を得られていない。結局、装置の運転（即
ち、ビームダンプ３０へのＳＲ光１２の照射）を重ねて
放出ガスが低下する（枯れると称する）のを待たざるを
得ない。この間、蓄積電子ビーム１０の周回寿命は、極
く短い状態から要求／設計された状態へとゆっくり伸び
ていくので、放出ガスが十分に減少して、蓄積電流の周
回寿命が予定（設計）された長さになるまで、数年を要
している。
【００１２】このような問題点を解決するべく、真空容
器内壁で放出されたガスが電子の蓄積軌道に到達し難い
ように邪魔板を設け、その途中の内蔵ポンプにより差動
排気することが行われている。
器内壁で放出されたガスが電子の蓄積軌道に到達し難い
ように邪魔板を設け、その途中の内蔵ポンプにより差動
排気することが行われている。
【００１３】又、出願人は、特公平７−７５２００で、
図５及び図６に一点鎖線で示す如く、真空容器２０内
を、真空排気部２４の外壁に沿って同心円上に設けた、
例えばベリリウム薄膜からなる隔壁４０で仕切り、ＳＲ
光１２による放出ガスが発生する外側を、例えば真空ポ
ンプ４２で別途真空排気することを提案している。
図５及び図６に一点鎖線で示す如く、真空容器２０内
を、真空排気部２４の外壁に沿って同心円上に設けた、
例えばベリリウム薄膜からなる隔壁４０で仕切り、ＳＲ
光１２による放出ガスが発生する外側を、例えば真空ポ
ンプ４２で別途真空排気することを提案している。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、発生し
た放出ガスが蓄積電子ビームの軌道上に到達し難いよう
な真空容器の形状としつつ、大排気量の真空ポンプで排
気する従来技術では、発生する放出ガス自体を大幅に低
減することはできず、蓄積電子ビーム１０の軌道を高真
空に保つことが困難であった。
た放出ガスが蓄積電子ビームの軌道上に到達し難いよう
な真空容器の形状としつつ、大排気量の真空ポンプで排
気する従来技術では、発生する放出ガス自体を大幅に低
減することはできず、蓄積電子ビーム１０の軌道を高真
空に保つことが困難であった。
【００１５】又、特公平７−７５２００で提案した方法
では、隔壁４０に適した材料（例えば厚さ１０μｍ程度
のベリリウム膜で大面積のもの）の製作や施工が困難で
あり、実現されていない。又、この方法では、シンクロ
トロン放射光発生装置から外部に取り出されて利用され
るＳＲ光が、全て隔壁４０を通過することになるため、
白色であるＳＲ光スペクトルのうちの限られた波長域の
みしか外部に取り出せなくなり、強度も低下するという
問題点を有していた。
では、隔壁４０に適した材料（例えば厚さ１０μｍ程度
のベリリウム膜で大面積のもの）の製作や施工が困難で
あり、実現されていない。又、この方法では、シンクロ
トロン放射光発生装置から外部に取り出されて利用され
るＳＲ光が、全て隔壁４０を通過することになるため、
白色であるＳＲ光スペクトルのうちの限られた波長域の
みしか外部に取り出せなくなり、強度も低下するという
問題点を有していた。
【００１６】本発明は、前記従来の問題点を解決するべ
くなされたもので、放射光の波長域を制限したり、強度
を低下させることなく、真空容器内の真空度を高真空に
維持することを課題とする。
くなされたもので、放射光の波長域を制限したり、強度
を低下させることなく、真空容器内の真空度を高真空に
維持することを課題とする。
【００１７】
【課題を解決するための手段】本発明は、真空容器内で
荷電粒子を曲線軌道に沿って運動させることにより放射
光を発生する放射光発生装置において、前記真空容器側
壁の、放射光を真空容器外部に取出すための放射光取出
ポートを除く部分に、少なくとも放射光が入射する面が
薄膜とされた中空ビームダンプを配設し、該中空ビーム
ダンプの内部が、前記真空容器内部とは別個に、真空に
排気するようにして、前記課題を解決したものである。
荷電粒子を曲線軌道に沿って運動させることにより放射
光を発生する放射光発生装置において、前記真空容器側
壁の、放射光を真空容器外部に取出すための放射光取出
ポートを除く部分に、少なくとも放射光が入射する面が
薄膜とされた中空ビームダンプを配設し、該中空ビーム
ダンプの内部が、前記真空容器内部とは別個に、真空に
排気するようにして、前記課題を解決したものである。
【００１８】本発明では、発生するＳＲ光の内、真空容
器内壁に照射され、外部に取出し利用されない部分、換
言すれば真空容器内でガス放出の原因となる部分のみ、
中空ビームダンプに導入し、ＳＲ光によるガス放出の大
部分を中空ビームダンプ内としたので、電子ビームの蓄
積軌道上を超高真空に保持することができる。又、装置
外に取出し利用するＳＲ光の品質は、複数ある中空ビー
ムダンプの間の何もない部分を通過するので、何ら変化
せず、取出すことができる。
器内壁に照射され、外部に取出し利用されない部分、換
言すれば真空容器内でガス放出の原因となる部分のみ、
中空ビームダンプに導入し、ＳＲ光によるガス放出の大
部分を中空ビームダンプ内としたので、電子ビームの蓄
積軌道上を超高真空に保持することができる。又、装置
外に取出し利用するＳＲ光の品質は、複数ある中空ビー
ムダンプの間の何もない部分を通過するので、何ら変化
せず、取出すことができる。
【００１９】
【発明の実施の形態】以下図面を参照して、本発明の実
施形態を詳細に説明する。
施形態を詳細に説明する。
【００２０】本実施形態は、図１（要部を示す斜視
図）、図２（偏向部の平面図）及び図３（図２のIII−I
II線に沿う横断面図）に示す如く、図５及び図６に示し
た従来例と同様のシンクロトロン放射光発生装置におい
て、従来のビームダンプ３０の代わりに、真空排気部２
４の側壁２４ＰのＳＲ光取出ポート２４Ｐを除く部分
に、放射光が入射する面が、例えばベリリウム製の薄膜
窓５２とされた、小さな箱状の中空ビームダンプ５０を
配設し、該中空ビームダンプ５０を、間接あるいは直接
冷却すると共に、該中空ビームダンプ５０の内部を、例
えば補助真空ポンプ３４に接続して、真空排気部２４の
内部とは別個に、中〜高真空に排気するようにしたもの
である。
図）、図２（偏向部の平面図）及び図３（図２のIII−I
II線に沿う横断面図）に示す如く、図５及び図６に示し
た従来例と同様のシンクロトロン放射光発生装置におい
て、従来のビームダンプ３０の代わりに、真空排気部２
４の側壁２４ＰのＳＲ光取出ポート２４Ｐを除く部分
に、放射光が入射する面が、例えばベリリウム製の薄膜
窓５２とされた、小さな箱状の中空ビームダンプ５０を
配設し、該中空ビームダンプ５０を、間接あるいは直接
冷却すると共に、該中空ビームダンプ５０の内部を、例
えば補助真空ポンプ３４に接続して、真空排気部２４の
内部とは別個に、中〜高真空に排気するようにしたもの
である。
【００２１】他の点に関しては、前記従来例と同様であ
るので、説明は省略する。
るので、説明は省略する。
【００２２】本実施形態において、ＳＲ光取出ポート２
４Ｐ以外に進むＳＲ光１２は、薄膜窓５２を通して中空
ビームダンプ５０内に導かれ、該中空ビームダンプ５０
の側壁に衝突して、光電子を放出する。
４Ｐ以外に進むＳＲ光１２は、薄膜窓５２を通して中空
ビームダンプ５０内に導かれ、該中空ビームダンプ５０
の側壁に衝突して、光電子を放出する。
【００２３】図４の実線Ｓは、シンクロトロン放射光発
生装置から発生するＳＲ光のスペクトルの例であるが、
例えば厚さ１０μｍのベリリウム膜を通過した後のスペ
クトルは破線Ｓ′となり、光電子発生の原因となる高エ
ネルギのスペクトルのほとんどは、薄膜窓５２表面で光
電子を発生することなく通過して、中空ビームダンプ５
０内に入る。薄膜窓５２を通過したスペクトルは、中空
ビームダンプ５０の内部に照射され、光電子を発生する
が、中空ビームダンプ５０内部は電子ビーム偏向部２２
とは別空間であるため、放出ガスは、蓄積電子に何等影
響を与えることなく、補助真空ポンプ３４により排気さ
れる。
生装置から発生するＳＲ光のスペクトルの例であるが、
例えば厚さ１０μｍのベリリウム膜を通過した後のスペ
クトルは破線Ｓ′となり、光電子発生の原因となる高エ
ネルギのスペクトルのほとんどは、薄膜窓５２表面で光
電子を発生することなく通過して、中空ビームダンプ５
０内に入る。薄膜窓５２を通過したスペクトルは、中空
ビームダンプ５０の内部に照射され、光電子を発生する
が、中空ビームダンプ５０内部は電子ビーム偏向部２２
とは別空間であるため、放出ガスは、蓄積電子に何等影
響を与えることなく、補助真空ポンプ３４により排気さ
れる。
【００２４】一方、薄膜窓５２を通過しないスペクトル
はエネルギが低いので、光電子を発生せず、熱として寄
与するだけであるため、その影響は短時間で低下する。
はエネルギが低いので、光電子を発生せず、熱として寄
与するだけであるため、その影響は短時間で低下する。
【００２５】従って、電子ビーム偏向部２２と連続した
空間で発生するガスは、この構造により大幅に低減さ
れ、１０μｍのベリリウム膜を通過した場合、１／１０
程度と見積もられる。
空間で発生するガスは、この構造により大幅に低減さ
れ、１０μｍのベリリウム膜を通過した場合、１／１０
程度と見積もられる。
【００２６】この原理は、特公平７−７５２００にも示
されているが、特公平７−７５２００では、取り出して
利用するＳＲ光も含む全てのＳＲ光が隔壁４０を通過し
てスペクトルが変化してしまうこと、又、大面積の薄膜
が必要であり、該大面積の薄膜で真空気密な空間を形成
する必要がある点で、実現が極めて困難であった。
されているが、特公平７−７５２００では、取り出して
利用するＳＲ光も含む全てのＳＲ光が隔壁４０を通過し
てスペクトルが変化してしまうこと、又、大面積の薄膜
が必要であり、該大面積の薄膜で真空気密な空間を形成
する必要がある点で、実現が極めて困難であった。
【００２７】これに対して本発明では、真空容器側壁の
ＳＲ光の取出部を除く部分に独立した小さな箱形の中空
ビームダンプを配することで、このような問題点を解消
している。
ＳＲ光の取出部を除く部分に独立した小さな箱形の中空
ビームダンプを配することで、このような問題点を解消
している。
【００２８】本実施形態においては、中空ビームダンプ
５０の内側を補助真空ポンプ３４で排気するようにして
いるので、別体の真空ポンプが不要であり、構成が簡略
である。なお、真空排気部２４を排気するための補助真
空ポンプ３４とは独立した真空ポンプを設けることも可
能である。
５０の内側を補助真空ポンプ３４で排気するようにして
いるので、別体の真空ポンプが不要であり、構成が簡略
である。なお、真空排気部２４を排気するための補助真
空ポンプ３４とは独立した真空ポンプを設けることも可
能である。
【００２９】又、前記実施形態においては、本発明が、
シンクロトロン放射光発生装置に適用されていたが、本
発明の適用対象はこれに限定されない。
シンクロトロン放射光発生装置に適用されていたが、本
発明の適用対象はこれに限定されない。
【００３０】
【発明の効果】本発明によれば、真空容器側壁の放射光
取出ポートには隔壁が設けられていないので、装置外に
取り出して使用するＳＲ光のスペクトルを損なうことが
ない。又、大面積の薄膜が不要であり、容易に実現可能
である。
取出ポートには隔壁が設けられていないので、装置外に
取り出して使用するＳＲ光のスペクトルを損なうことが
ない。又、大面積の薄膜が不要であり、容易に実現可能
である。
【図１】本発明の実施形態の要部構成を示す斜視図
【図２】同じく偏向部を示す平面図
【図３】図２のIII −III 線に沿う横断面図
【図４】ベリリウム膜通過前後のシンクロトロン放射光
のスペクトルを比較して示す線図
のスペクトルを比較して示す線図
【図５】従来のシンクロトロン放射光発生装置の偏向部
を示す平面図
を示す平面図
【図６】図５のVI−VI線に沿う横断面図
１０…蓄積電子ビーム １２…シンクロトロン放射光（ＳＲ光） ２０…真空容器 ２２…電子ビーム偏向部 ２４…真空排気部 ２４Ｐ…放射光取出ポート ２４Ｓ…側壁 ２６…連結部 ３２…内蔵型真空ポンプ ３４…補助真空ポンプ ５０…中空ビームダンプ ５２…薄膜窓
フロントページの続き (56)参考文献 特開 平６−76996（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−7799（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−96899（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−20800（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−346499（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−229699（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−213100（ＪＰ，Ａ) 特公 平７−75200（ＪＰ，Ｂ２) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H05H 13/04
Claims (1)
- 【請求項１】真空容器内で荷電粒子を曲線軌道に沿って
運動させることにより放射光を発生する放射光発生装置
において、 前記真空容器側壁の、放射光を真空容器外部に取出すた
めの放射光取出ポートを除く部分に、少なくとも放射光
が入射する面が薄膜とされた中空ビームダンプが配設さ
れ、 該中空ビームダンプの内部が、前記真空容器内部とは別
個に、真空に排気されていることを特徴とする放射光発
生装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP07876298A JP3263656B2 (ja) | 1998-03-26 | 1998-03-26 | 放射光発生装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP07876298A JP3263656B2 (ja) | 1998-03-26 | 1998-03-26 | 放射光発生装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11273900A JPH11273900A (ja) | 1999-10-08 |
| JP3263656B2 true JP3263656B2 (ja) | 2002-03-04 |
Family
ID=13670924
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP07876298A Expired - Fee Related JP3263656B2 (ja) | 1998-03-26 | 1998-03-26 | 放射光発生装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3263656B2 (ja) |
-
1998
- 1998-03-26 JP JP07876298A patent/JP3263656B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH11273900A (ja) | 1999-10-08 |
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