JP3564524B2

JP3564524B2 - Beam position detector

Info

Publication number: JP3564524B2
Application number: JP2000223714A
Authority: JP
Inventors: 一道佐藤
Original assignee: RIKEN Institute of Physical and Chemical Research
Current assignee: RIKEN Institute of Physical and Chemical Research
Priority date: 2000-07-25
Filing date: 2000-07-25
Publication date: 2004-09-15
Anticipated expiration: 2020-07-25
Also published as: JP2002040142A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ビームの位置を精密に測定する検出装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
所謂「イオンチェンバ」は、「イオンチャンバ」、「電離箱」とも呼ばれ、粒子線・放射光などを対象とした検出器である［大柳宏之：「シンクロトロン放射光の基礎」、丸善（１９９７）、ｐ４９１参照］。イオンチェンバの動作の原理は、粒子線・放射光などがガスを電離して作られた電荷を、印加した電界で集めることである［グレン・エフ・ノル：「放射線計測ハンドブック」（第２版）、日刊工業新聞社（１９９１）、ｐ１３９参照］。
【０００３】
イオンチェンバは、先ず、粒子線のビーム強度を測定するために開発されたのであるが、特に１９８０年代以降、放射光のビーム位置を測定するイオンチェンバの開発が試みられている。
【０００４】
図３は、イオンチェンバの原理に基づいて、放射光のビーム位置を検出するビーム位置検出装置２の従来例の１つを示す［アイ・イー・イー・イー、トランザクション、ニュークリア、エスシーアイ、エヌエス−３０、ｐ．２２２８、１９８３年（ＩＥＥＥＴｒａｎｓ．Ｎｕｃｌ．Ｓｃｉ．Ｎｓ−３０．ｐ．２２２８．１９８３）参照］。
【０００５】
このビーム位置検出装置２は、ガスで満たされた容器４と、容器４内に設けられた共通電極６、第１の電極８ａ、第２の電極８ｂと、共通電極６に負電位または正電位を供給する直流電源１０と、上記の２つの電極８ａ、８ｂに流れる電流Ｉａ、Ｉｂを各々検出する第１の電流計１２ａ、第２の電流計１２ｂとを、有する。
【０００６】
ここで、共通電極６はビーム１４の入射面に対して垂直に設けられており、第１の電極８ａは共通電極６の図３における右下半分と対向する三角形状の面を有し、第２の電極８ｂは共通電極６の図３における左上半分と対向し且つ第１の電極８ａと同一寸法の三角形状の面を有している。
【０００７】
ビーム１４は、電子蓄積リング（図示せず。）により水平方向に帯状に発生させられ、図３では左方向から入射される。
【０００８】
ビーム１４が容器４に入射されると、容器４内に満たされたガス（例えば、Ａｒ）が電離される。その電離に伴って発生する電子またはイオンが第１の電極８ａ、第２の電極８ｂに引き寄せられることにより、第１の電極８ａとアース（接地）間、及び第２の電極８ｂとアース（接地）間に、電流Ｉａ及び電流Ｉｂが夫々流れる。ここで、２つの電流Ｉａ、Ｉｂは、上記ビーム１４が横断する上記の２つの電極８ａ、８ｂにおける横断長ｌａ及びｌｂに、夫々比例する。よって、第１の電流計８ａ、第２の電流計８ｂにより、２つの電流Ｉａ、Ｉｂを検出し、両者の差Ｉａ−Ｉｂと両者の和Ｉａ＋Ｉｂとの比Ａ、即ち、
（数１）
Ａ＝（Ｉａ−Ｉｂ）／（Ｉａ＋Ｉｂ）
を求め、その値によりビーム１４の位置が検出される。
【０００９】
ここで、ビーム１４が位置ずれせず容器４の中央の高さに入射すると、上記のｌａとｌｂとが等しくなり、故に、ＩａとＩｂとが等しくなるため、上記比Ａが０となる。また、ビーム１４が位置ずれして容器４に入射すると、上記比Ａが正の値や負の値をとることになり、然も、ずれが大きくなる程それに比例して、比Ａの絶対値も大きくなることがわかる。
【００１０】
従って、上記Ａを求めれば、入射するビーム１４のビーム位置が検出できる。
【００１１】
しかしながら、ビーム位置検出装置２は、普及しなかった。その原因として、以下のような問題点（２点）を指摘することができる。
≪問題点１≫ ガスによるビームの吸収が、放射光の波長、ガスの圧力、ガスそのものの種類、及び純度などの影響を受ける。それらの影響が、ビーム位置検出に影響を与えるため、検出値に誤差が混入する。粒子線（電子線、陽子線など）、放射光以外の光線、γ線に関しても、同様の誤差が存在する。
≪問題点２≫ そもそも指向性の強いビームを作成する技術が未発達であったため、正確なビーム位置測定に対する需要が少なかった。但し、現在に到っては、この点（問題点２）に関して大幅に進歩した技術が開発されており、更に様々な機会にてその内容が開示されている。
【００１２】
・≪問題点１≫について
問題点１について説明する。まず、容器４内のガスがビーム１４を吸収してしまい、ビーム１４が容器４を進むにつれて減衰してしまうことが挙げられる。即ち、ビーム１４が位置ずれせず容器４の正規のビーム位置（中央の高さ）に入射しても、第１の電流計１２ａが示す電流Ｉａが、第２の電流計１２ｂが示す電流Ｉｂよりも小さくなってしまうことが発生し得る。
【００１３】
さらに、上記のビーム１４の減衰率は、ビームの波長、ガスの種類、そのガスの圧力にも依存するため、ビームの波長、ガスの種類、そのガスの圧力を変更させると、上記比Ａにおける誤差の発生状況も区々になってしまう。
【００１４】
そこで、特開平４−１４５，３９２号は、上記の問題点１の解消を目的とするビーム位置検出装置２’を開示している。例えば、図４（１）に示されるような、寸法が同一であるが向きが正反対である、２つの直角三角形の窓１６ａ、１６ｂを備えた板（入射板）１８を作成し、この入射板１８に対しビーム１４の入射面を図４（２）のように垂直に入射させ、夫々の直角三角形窓１６ａ、１６ｂを通過するビーム１４に、夫々ガスを電離させその電離により発生する電子またはイオンによる電流を測定する。図４（２）では、左の直角三角形窓にて“Ｌｂ”の幅に制限されたビーム１４が電流Ｉｂ’を生じ、右の直角三角形窓にて“Ｌａ”の幅に制限されたビーム１４が電流Ｉａ’を生じる。ここで、
（数２）
Ａ’＝（Ｉａ’−Ｉｂ’）／（Ｉａ’＋Ｉｂ’）
なる比Ａ’を定義し、このＡ’にて、例えば、
（数３）
Ａ’＝０
であれば、Ｉａ’とＩｂ’が等しい、ということであり、それは即ち、
（数４）
Ｌａ＝Ｌｂ
であるということである。このように、Ａ’の値により、ビーム位置の測定を行なう。
【００１５】
ただし、ビーム位置検出装置２’の適用は、ビーム１４が幅として大きく、かつ、中心部及び端部のビーム損失が許される場合にのみ制限される。現在に到っては、放射光ビーム、電子線ビームに関して、指向性に関して大幅に進歩した技術が開発されており、更に様々な機会にてその内容が開示されている。こうした技術を適用して、ビーム１４の幅を小さくしてビーム１４の強度を向上させる応用例が多く存在し、この場合にはビーム位置検出装置２’は適用できない。
【００１６】
一方、本明細書に係る発明の発明者によっても、上記の問題点１の解消を目的とするイオンチェンバが過去に開発されている［エスピーアイイー、ブイオーエル３７７４、ｐ．１１４、１９９９年（ＳＰＩＥＶｏｌ．３７７４（１９９９）ｐ．１１４）参照］。
【００１７】
この発明は、図３のビーム位置検出装置２において、第１の電極８ａ及び第２の電極８ｂに対して、改良を加えるものである。他の構成要素は、図３のビーム位置検出装置２のものと、略同様である。
【００１８】
図５は、図３における第１の電極８ａ及び第２の電極８ｂに代わる、上記発明に係る電極の例である。
【００１９】
但し、図５（１）の電極は、上記の図３のビーム位置検出装置２の第１の電極８ａ及び第２の電極８ｂと、同一の構成である。図５（１）において、三角形ａと三角形ｂは（三角）電極であり、両者間は電気絶縁されている。
【００２０】
次に、図５（２）、（３）及び（４）が、上記発明に係る電極例である。つまり、図５（１）の三角電極の基本構造２０を、ビーム進行方向（図では、Ｐ方向）に関して１／ｍ（ｍは自然数）に圧縮し、その圧縮した形状をｍ回繰り返すという構造を備えている。
【００２１】
図５（２）は、ｍ＝２とした場合、図５（３）は、ｍ＝３とした場合、図５（４）は、ｍ＝４とした場合の形状である（以下、「のこぎり型電極」構成と称する）。夫々の直角三角形が接し合う境界は、電気絶縁されているが、左方の三角形群（ｂ群）は、例えば、図５（５）に示すような電極の構成により、接続する導体２２ｂにより同電位となるように形成されている。右方の三角形群（ａ群）に関しても、同様（同電位）である。即ち、ｂ群が第２の電極２２ｂを構成し、ａ群が第１の電極２２ａを構成することになる。
【００２２】
図３（即ち図５（１））の電極構造において、第１の電極８ａは、容器４を既に半分通過してビーム強度が減衰されたビーム１４により更に電離された電子またはイオンを、引き寄せている。一方、例えば、図５（４）の電極においては、容器４を進行するにつれて減衰するビーム１４に対して、減衰することを前提に置きつつしかも図３のビーム位置検出装置２の特徴を生かすことを意図して、三角電極の基本構造２０を１／４に圧縮しその圧縮した形状を４回繰り返すという構造を備えている。
【００２３】
例えば、ビーム１４が、図５（４）の電極を備える容器４に入射されると想定する。そして、そのビーム１４が、図５（４）に示すように、個々の三角形をｌｂ_１、ｌａ_１、ｌｂ_２、ｌａ_２、ｌｂ_３、ｌａ_３、ｌｂ_４、ｌａ_４の長さで、横断するとする。ビーム１４が検出装置の中央を通過するならば、図５（４）から理解し得るように、
（数５）
ｌｂ_１＋ｌｂ_２＋ｌｂ_３＋ｌｂ_４＝ｌａ_１＋ｌａ_２＋ｌａ_３＋ｌａ_４
となる。（ｌｂ_１＋ｌｂ_２＋ｌｂ_３＋ｌｂ_４）の部分により、電流Ｉｂが生成され、（ｌａ_１＋ｌａ_２＋ｌａ_３＋ｌａ_４）の部分により、電流Ｉａが形成される。
【００２４】
従って、ビーム位置検出装置２と同様に、
（数６）
Ａ＝（Ｉａ−Ｉｂ）／（Ｉａ＋Ｉｂ）
を求め、その値により、ビーム位置が検出される。しかも、比Ａについて考察してみると、ビーム１４の強度の減衰がこの比Ａの値に与える影響が繰り返し数に応じて小さくなっており、十分に大きな繰り返し数を選べば、ビーム１４の入射位置のみが比Ａの値を左右していることが明白である。よって、ビームの波長、ガスの種類、ガスの圧力が位置検出精度に与える影響は、繰り返し数に応じて小さくなる。
【００２５】
また、上記発明は、繰り返し数が十分であれば図６に示す構造（以下、「バックギャモン型電極」構造という）でも、同様の効果が得られると考えられる。
【００２６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述の電極構造では、
（１）十分な位置検出精度を得るために相当の繰り返し数が必要で、
（２）絶縁境界数が多く加工が困難である、
などの問題点があった。本発明は、上述の「バックギャモン型電極」を更に改良し、精度の高いビーム位置検出装置を作成することを目的とする。
【００２７】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、バックギャモン型電極において、２等辺３角形単位電極の互いに噛み合った共有等辺をビーム進行方向に対して偶数個とすることによって、ナノメータレベルの位置精度が得られることを見出し、本発明を完成するに至った。すなわち、本発明に係る請求項１記載のビーム位置検出装置は、
４角形で且つ板状の２つの電極Ｘ及び電極Ｙが互いに平行に且つ所定の距離を置いて対向して設けられ、ビームが上記両電極の間を上記４角形の辺と平行に進行して通過するように成されているイオンチェンバを、
有するビーム位置検出装置である。そのビーム位置検出装置において、
一方の電極Ｘにて、
（１）ビーム進行方向と平行な一方の辺である第１の辺に底辺を有し、各底辺の長さが前記第１の辺の長さの１／ｎであり、各頂点が第１の辺と反対側の第２の辺上にある、ｎ個の２等辺３角形単位電極と、
第２の辺上に底辺を有し、各底辺の長さが上記の２等辺３角形と同一であり、各頂点が第１の辺上にあるｎ−１個（ｎは、１以上の正整数）の２等辺３角形単位電極とが、
等辺を共有して噛み合った形状に構成されており、
（２）両末端には、電極Ｘが全体として４角形となるように、２等辺３角形単位電極を頂点からの垂線により２等分して形成された直角３角形の付帯電極が設置されており、
（３）２等辺３角形単位電極及び付帯電極の各等辺部は電気絶縁されており、
（４）２等辺３角形単位電極と付帯電極の底辺は電気的に接続されている。
【００２８】
本発明に係る請求項２記載のビーム位置検出装置は、
上記の２等辺３角形単位電極の底辺の長さが、特定のビーム位置検出作業におけるビームの吸収長の最小値よりも十分に短くなるように、ｎの値が設定されている、請求項１に記載のビーム位置検出装置である。
【００２９】
本発明に係る請求項３記載のビーム位置検出装置は、
上記の電極Ｘの端部に４角形の領域を設け、２等辺３角形単位電極及び付帯電極の底辺がその領域を介して電気的に接続されている、請求項１又は請求項２に記載のビーム位置検出装置である。
【００３０】
本発明に係る請求項４記載のビーム位置検出装置は、
電極Ｘ及び電極Ｙを、ガス封入容器中に設けた、請求項１乃至請求項３に記載のビーム位置検出装置である。
【００３１】
本発明に係る請求項５記載のビーム位置検出装置は、
ビームがガス封入容器に入る部分及び該容器から出る部分に、ビームは透過するが封入されたガスは遮蔽する窓が設けられた、請求項４に記載のビーム位置検出装置である。
【００３２】
本発明に係る請求項６記載のビーム位置検出装置は、
放射光Ｘ線ビームを位置検出対象として、放射光Ｘ線ビームは透過するがガスは遮蔽する窓が設けられた、請求項５に記載のビーム位置検出装置である。
更に、本発明に係る請求項７記載のビーム位置検出装置は、
４角形で且つ板状の２つの電極Ｘ及び電極Ｙが互いに平行に且つ所定の距離を置いて対向して設けられ、ビームが上記両電極の間を上記４角形の辺と平行に進行して通過するように成されているイオンチェンバを、
有するビーム位置検出装置である。そのビーム位置検出装置において、
一方の電極Ｘにて、
（１）ビーム進行方向と平行な一方の辺である第１の辺に底辺を有し、各底辺の長さが前記第１の辺の長さの１／ｎであり、各頂点が第１の辺と反対側の第２の辺上にある、ｎ個の２等辺３角形単位電極と、
第２の辺上に底辺を有し、各底辺の長さが上記の２等辺３角形と同一であり、各頂点が第１の辺上にあるｎ−１個（ｎは、１以上の正整数）の２等辺３角形単位電極とが、
等辺を共有して噛み合った形状に構成されており、
（２）両末端には、電極Ｘが全体として４角形となるように、２等辺３角形単位電極を頂点からの垂線により２等分して形成された直角３角形の付帯電極が設置されており、
（３）２等辺３角形単位電極及び付帯電極の各等辺部は電気絶縁されており、
（４）２等辺３角形単位電極及び付帯電極の底辺は電気的に接続されており、
（５）２等辺３角形単位電極の底辺の長さは、特定のビーム位置検出作業におけるビームの吸収長の最小値よりも十分に短くなるように、ｎの値が設定され、
加えて、電極Ｘにて、
・電極Ｘの端部に４角形の領域を設け、その領域を介して、２等辺３角形単位電極及び付帯電極の底辺が電気的に接続され、
更に、電極Ｘ及び電極Ｙがガス封入容器中に設けられ、ビームがガス封入容器に入る部分及び該容器から出る部分に、ビームは透過するがガスは遮蔽する窓が設けられ、
更に、放射光Ｘ線ビームを位置検出対象とする。
【００３３】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しつつ本発明に係る好適な実施形態を説明する。
【００３４】
図１は、本発明に係る好適な実施形態であるバックギャモン型電極２６を利用した、ビーム位置検出装置２”の概略図である。本発明は、このバックギャモン型電極を利用（応用）するものである。その他の構成は、図３に示された従来例のビーム位置検出装置２と、概略、同様である。従って、同一部位には同一の符号を付する。
【００３５】
このビーム位置検出装置２”は所定のガスで満たされた容器４を備え、その容器４内において、４角形で且つ板状の２つの電極Ｘ及び電極Ｙが、互いに平行且つ所定の距離を置いて対向して設けられている。電極Ｘは、バックギャモン型電極２６の片側である第１の電極２２ａと、バックギャモン型電極２６のもう一方の電極である第２の電極２２ｂとから構成され、両者を噛み合わせることにより形成されている。電極Ｙは、共通電極６を構成する。
【００３６】
さらに、ビーム位置検出装置２”は、共通電極６に負電位または正電位を供給する直流電源１０と、上記の２つの電極２２ａ、２２ｂに流れる電流Ｉａ、Ｉｂを各々検出する第１の電流計１２ａ、第２の電流計１２ｂとを、有する。
【００３７】
ビーム１４は、図１では左方向から入射される。
【００３８】
ビーム１４が容器４に入射されると、容器４内に満たされた所定のガスが電離される。その電離に伴って発生する電子またはイオンが、バックギャモン型電極２６である第１の電極２２ａ及び第２の電極２２ｂを構成する、複数の三角形部ｑ、ｒ、ｓ、ｔ、ｕに引き寄せられることにより、第１の電極２２ａとアース間、及び第２の電極２２ｂとアース間に、電流Ｉａ及び電流Ｉｂが夫々流れる。ここで、２つの電流ＩａとＩｂとは、上記ビーム１４が横断する上記の２つの電極２２ｂ、２２ａにおける横断長の和（ｌｂ_１＋ｌｂ_２＋ｌｂ_３）と（ｌａ_１＋ｌａ_２）とに、夫々比例する。よって、第１の電流計１２ａ、第２の電流計１２ｂにより、２つの電流Ｉａ、Ｉｂを検出し、両者の差Ｉａ−Ｉｂと両者の和Ｉａ＋Ｉｂとの比Ａ、即ち、
（数７）
Ａ＝（Ｉａ−Ｉｂ）／（Ｉａ＋Ｉｂ）
を求め、その値によりビーム１４の位置が検出される。
【００３９】
従って、ビーム１４が位置ずれせず容器４の中央に入射すると、上記の（ｌｂ_１＋ｌｂ_２＋ｌｂ_３）と（ｌａ_１＋ｌａ_２）とが等しくなり、故に、ＩａとＩｂとが等しくなるため、上記比Ａが０となる。また、ビーム１４が位置ずれして容器４に入射すると、上記比Ａが正の値や負の値をとることになり、然も、ずれが大きくなる程それに比例して、比Ａの絶対値も大きくなることがわかる。
【００４０】
本発明は、従来から存するバックギャモン型電極構造を基本的に利用するものであるが、２等辺３角形単位電極の互いに噛み合った等辺を、ビーム進行方向に対して偶数個とした点において特徴を有する。図２（１）、（２）及び（３）は、本発明に係るバックギャモン型電極２６の実施形態である。
【００４１】
本発明に係るバックギャモン型電極２６では、一方の電極Ｘにおいて、
▲１▼ビーム進行方向（Ｐ方向）と平行な一方の辺である第１の辺２８に底辺を有し、各底辺の長さがその第１の辺の長さの１／ｎであり、各頂点が第１の辺２８と反対側の第２の辺３０上にある、ｎ個の２等辺３角形単位電極３２と、
▲２▼第２の辺３０上に底辺を有し、各底辺の長さが上記の２等辺３角形と同一であり、各頂点が第１の辺２８上にあるｎ−１個（ｎは、１以上の正整数）の２等辺３角形単位電極３２とが、
等辺を共有して噛み合った形状に構成されている。
【００４２】
さらに、電極Ｘが全体として４角形となるように、その両末端には、２等辺３角形単位電極３２を頂点からの垂線により２等分して形成された直角３角形の付帯電極３４が設置されている。２等辺３角形単位電極３２及び付帯電極３４の各等辺部は電気絶縁されており、２等辺３角形単位電極３２と付帯電極３４の底辺は電気的に接続されている。
【００４３】
図２（１）は、ｎ＝１とした場合であり、共有等辺は２個である。図２（２）は、ｎ＝２とした場合であり、共有等辺は４個である。
【００４４】
図７（１）及び（２）（本発明の形態）、並びに（３）及び（４）（従来形）の電極において、不活性ガスのエネルギ吸収の式を用いて算出され得る誤差（の例）を示し、よって、本発明の特徴を説明する。
【００４５】
入射光１４のビーム強度を１、２等辺３角形単位電極１個の（入射光進行方向Ｐの）長さを２Ｌ、不活性ガスの吸収長をλとすると、図７（１）のＢ１、Ａ１、Ａ２、Ｂ２にて形成される電荷量ＳｉｇＢ１、ＳｉｇＡ１、ＳｉｇＡ２、ＳｉｇＢ２は、次の式で表される。なお、基本三角形Ａ１、Ａ２は、実際には連続しているが、下の式では便宜上分けて考える。また、「吸収長」とは、入射光のエネルギをｅ^−１にする、入射光方向の長さである。
（数８）
ＳｉｇＢ１＝１−ｅｘｐ〔−Ｌ／（２λ）〕
ＳｉｇＡ１＝ｅｘｐ〔−Ｌ／（２λ）〕｛１−ｅｘｐ〔−Ｌ／（２λ）〕｝
ＳｉｇＡ２＝ｅｘｐ〔−２Ｌ／（２λ）〕｛１−ｅｘｐ〔−Ｌ／（２λ）〕｝
ＳｉｇＢ２＝ｅｘｐ〔−３Ｌ／（２λ）〕｛１−ｅｘｐ〔−Ｌ／（２λ）〕｝
【００４６】
ここで、電極の幅を「２Ｃ」とすると、以下の式により、ビーム位置検出装置の検出誤差「ΔＰ」が計算される。
（数９）
ΔＰ＝Ｃ×（ＳｉｇＡ−ＳｉｇＢ）／（ＳｉｇＡ＋ＳｉｇＢ）
【００４７】
上式にて、ＳｉｇＡ＝ＳｉｇＡ１＋ＳｉｇＡ２、ＳｉｇＢ＝ＳｉｇＢ１＋ＳｉｇＢ２である。
【００４８】
数８において、Ｌ＝０．３３ｃｍ、λ＝１１０．２３７ｃｍ（窒素ガス、放射光エネルギ８．０ｋｅＶ）の条件で、それぞれの信号量を計算し、それから数９において、Ｃ＝５０００μｍとして、ビーム位置の誤差を求める。すると、
（数１０）
ΔＰ＝５．６ｎｍ
の値となる。同様に図７（２）、（３）及び（４）におけるビーム位置の誤差を、Ｌ＝０．３３ｃｍとして計算すると、次の結果となった。
【表１】

【００４９】
上記のように共有等辺が偶数個である本発明のバックギャモン型電極構造２６においては、奇数個である従来形のバックギャモン型電極構造より、約１０００倍精度が向上することが判る。
【００５０】
以上の本発明に係るビーム位置検出装置の測定対象のビームには、様々なものがある。放射光、粒子線（電子線、陽子線など）、放射光以外の光線、γ線のビームが、測定対象たり得る。
【００５１】
【発明の効果】
本発明に係る特定のバックギャモン型電極を備えるビーム位置検出装置を利用することにより、従来から存する三角電極あるいはバックギャモン型電極を備えるビーム位置検出装置よりも、ビーム位置検出精度を大幅に改善することができ、ナノメータ（ｎｍ）レベルでの位置検出精度を得られる。更に、同程度の精度を得ることを想定すると、三角電極に係る分画数がはるかに少なくて済む、という利点がある。
【００５２】
また、ビームのエネルギを変化させるなどの条件変化を施しても、上述のような精度を維持し得る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るビーム位置検出装置の概略図である。
【図２】本発明に係るバックギャモン型電極構造の模式図である。
【図３】従来例の１つのビーム位置検出装置の概略図である。
【図４】（１）は（２）のビーム位置検出装置にて利用する入射板の正面図である。（２）は別の従来例のビーム位置検出装置の概略図である。
【図５】更に別の従来例のビーム位置検出装置にて利用する、のこぎり型電極構造の模式図である。
【図６】更に別の従来例のビーム位置検出装置にて利用する、バックギャモン型電極構造の模式図である。
【図７】バックギャモン型電極構造の模式図である。
【符号の説明】
２、２’、２”・・・ビーム位置検出装置、４・・・容器、６・・・共通電極、８ａ・・・第１の電極、８ｂ・・・第２の電極、１０・・・直流電源、１２ａ・・・第１の電流計、１２ｂ・・・第２の電流計、１４・・・ビーム、１６ａ、１６ｂ・・・直角三角形窓、１８・・・入射板、２０・・・三角電極基本構造、２２ａ・・・第１の電極、２２ｂ・・・第２の電極、２４・・・他方の対角線、２６・・・バックギャモン型電極構造、２８・・・第１の辺、３０・・・第２の辺、３２・・・２等辺３角形単位電極、３４・・・付帯電極。[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a detection device for precisely measuring the position of a beam.
[0002]
[Prior art]
The so-called "ion chamber" is also called "ion chamber" or "ionization chamber" and is a detector for particle beam, synchrotron radiation, etc. [Hiroyuki Oyanagi: "Basics of Synchrotron Radiation", Maruzen (1997) ), P491]. The principle of operation of the ion chamber is to collect the electric charge generated by ionizing gas such as particle beam and synchrotron radiation with an applied electric field [Glen F. Nor: "Radiation Measurement Handbook" (2nd edition) ), Nikkan Kogyo Shimbun (1991), p139].
[0003]
The ion chamber was first developed to measure the beam intensity of a particle beam. In particular, since the 1980's, the development of an ion chamber for measuring the position of a beam of emitted light has been attempted.
[0004]
FIG. 3 shows a conventional example of a beam position detecting device 2 for detecting a beam position of emitted light based on the principle of an ion chamber [IEE, Transaction, Nuclear, SCI, NS-30, p. 2228, 1983 (IEEE Trans. Nucl. Sci. Ns-30. P. 2228. 1983)].
[0005]
The beam position detecting device 2 includes a container 4 filled with gas, a common electrode 6, a first electrode 8a, a second electrode 8b provided in the container 4, and a negative potential or a positive potential applied to the common electrode 6. And a first ammeter 12a and a second ammeter 12b for detecting the currents Ia and Ib flowing through the two electrodes 8a and 8b, respectively.
[0006]
Here, the common electrode 6 is provided perpendicular to the incident surface of the beam 14, the first electrode 8a has a triangular surface facing the lower right half of the common electrode 6 in FIG. The second electrode 8b faces the upper left half of the common electrode 6 in FIG. 3 and has a triangular surface having the same dimensions as the first electrode 8a.
[0007]
The beam 14 is generated in a band shape in the horizontal direction by an electron storage ring (not shown), and is incident from the left in FIG.
[0008]
When the beam 14 is incident on the container 4, the gas (for example, Ar) filled in the container 4 is ionized. The electrons or ions generated by the ionization are attracted to the first electrode 8a and the second electrode 8b, so that the first electrode 8a and the ground (ground) and between the second electrode 8b and the ground (ground). ), The current Ia and the current Ib respectively flow. Here, the two currents Ia, Ib are proportional to the traverse lengths la and lb at the two electrodes 8a, 8b traversed by the beam 14, respectively. Therefore, the two currents Ia and Ib are detected by the first ammeter 8a and the second ammeter 8b, and the ratio A of the difference Ia−Ib between the two and the sum Ia + Ib of the two, that is,
(Equation 1)
A = (Ia−Ib) / (Ia + Ib)
Is obtained, and the position of the beam 14 is detected based on the obtained value.
[0009]
Here, when the beam 14 is incident on the center height of the container 4 without being displaced, the above-mentioned la and lb become equal, and hence Ia and Ib become equal, so that the ratio A becomes zero. When the beam 14 is displaced and enters the container 4, the ratio A takes a positive value or a negative value. As the deviation increases, the absolute value of the ratio A increases. It can also be seen that also becomes larger.
[0010]
Therefore, if the above A is obtained, the beam position of the incident beam 14 can be detected.
[0011]
However, the beam position detecting device 2 has not spread. The following problems (two points) can be pointed out as the cause.
<< Problem 1 >> The absorption of the beam by the gas is affected by the wavelength of the emitted light, the pressure of the gas, the type of the gas itself, the purity, and the like. These influences affect the beam position detection, so that errors are mixed in the detected values. Similar errors exist for particle beams (electron beams, proton beams, etc.), rays other than emitted light, and γ rays.
<< Problem 2 >> Since the technology for creating a highly directional beam had not been developed in the first place, there was little demand for accurate beam position measurement. However, up to the present time, a technology that has greatly advanced in this regard (problem 2) has been developed, and its content has been disclosed on various occasions.
[0012]
-{Problem 1} Problem 1 will be described. First, the gas in the container 4 absorbs the beam 14 and is attenuated as the beam 14 travels through the container 4. That is, even if the beam 14 enters the regular beam position (central height) of the container 4 without displacement, the current Ia indicated by the first ammeter 12a changes to the current Ib indicated by the second ammeter 12b. It can happen that the size is smaller than the maximum.
[0013]
Furthermore, since the attenuation rate of the beam 14 also depends on the wavelength of the beam, the type of gas, and the pressure of the gas, if the wavelength of the beam, the type of gas, and the pressure of the gas are changed, the ratio A The state of occurrence of errors also varies.
[0014]
Therefore, Japanese Patent Application Laid-Open No. 4-145392 discloses a beam position detecting device 2 'for solving the above problem 1. For example, as shown in FIG. 4A, a plate (incident plate) 18 having two right-angled

triangular windows

16a and 16b having the same dimensions but opposite directions is formed, and this incident plate is formed. 4 (2), the beam 14 passing through each of the right-angled

triangular windows

16a, 16b is ionized with gas, and electrons or ions generated by the ionization are incident on the beam 14. Measure the current due to In FIG. 4 (2), the beam 14 limited to the width of “Lb” in the left rectangular window generates a current Ib ′, and the beam 14 limited to the width of “La” in the right rectangular window. Generates a current Ia ′. here,
(Equation 2)
A ′ = (Ia′−Ib ′) / (Ia ′ + Ib ′)
A ratio A ′ is defined. In this A ′, for example,
(Equation 3)
A '= 0
Then Ia 'and Ib' are equal, which means that
(Equation 4)
La = Lb
That is. Thus, the beam position is measured based on the value of A '.
[0015]
However, the application of the beam position detecting device 2 ′ is limited only when the beam 14 is large in width and the beam loss at the center and the end is allowed. Up to the present, technologies for the emitted light beam and the electron beam that have been greatly advanced in terms of directivity have been developed, and their contents have been disclosed on various occasions. There are many applications in which such a technique is applied to reduce the width of the beam 14 to improve the intensity of the beam 14, and in this case, the beam position detecting device 2 'cannot be applied.
[0016]
On the other hand, the inventor of the invention according to the present specification has also developed an ion chamber aiming at solving the above problem 1 in the past [SPII, VIOEL 3774, p. 114, 1999 (see SPIE Vol. 3774 (1999) p. 114)].
[0017]
The present invention adds an improvement to the first electrode 8a and the second electrode 8b in the beam position detecting device 2 of FIG. Other components are substantially the same as those of the beam position detecting device 2 in FIG.
[0018]
FIG. 5 is an example of an electrode according to the present invention, which replaces the first electrode 8a and the second electrode 8b in FIG.
[0019]
However, the electrode of FIG. 5A has the same configuration as the first electrode 8a and the second electrode 8b of the beam position detecting device 2 of FIG. In FIG. 5A, triangles a and b are (triangle) electrodes, and the electrodes are electrically insulated.
[0020]
Next, FIGS. 5 (2), (3) and (4) show examples of the electrode according to the present invention. That is, the basic structure 20 of the triangular electrode shown in FIG. 5A is compressed to 1 / m (m is a natural number) in the beam traveling direction (P direction in the figure), and the compressed shape is repeated m times. Have.
[0021]
5 (2) shows the shape when m = 2, FIG. 5 (3) shows the shape when m = 3, and FIG. 5 (4) shows the shape when m = 4 (hereinafter referred to as “saw”). Mold electrode "configuration). The boundaries where the right triangles are in contact with each other are electrically insulated, but the group of triangles on the left side (group b) is, for example, the same as the electrode 22 shown in FIG. It is formed to have a potential. The same applies to the right triangle group (group a) (same potential). That is, the group b constitutes the second electrode 22b, and the group a constitutes the first electrode 22a.
[0022]
In the electrode structure shown in FIG. 3 (that is, FIG. 5A), the first electrode 8a attracts electrons or ions further ionized by the beam 14 whose beam intensity has been attenuated after passing through the container 4 by half. I have. On the other hand, for example, in the electrode of FIG. 5 (4), the beam 14 which attenuates as it travels through the container 4 is assumed to be attenuated, and the characteristics of the beam position detecting device 2 of FIG. For this purpose, a structure is provided in which the basic structure 20 of the triangular electrode is compressed to 1/4 and the compressed shape is repeated four times.
[0023]
For example, assume that the beam 14 is incident on the container 4 including the electrode of FIG. 5 (4). Then, the beam 14, as shown in FIG. 5 (4), the length of the individual triangles _{_{_{_{lb 1, la 1, lb 2}}}} , la 2, lb 3, la 3, lb 4, la 4, transverse Then If the beam 14 passes through the center of the detector, as can be seen from FIG.
(Equation 5)
_{_{_{_{lb 1 + lb 2 + lb 3}}}} + lb 4 = la 1 + la 2 + la 3 + la 4
It becomes. The current Ib is generated by the portion (lb ₁ + lb ₂ + lb ₃ + lb ₄ ), and the current Ia is generated by the portion (la ₁ + la ₂ + la ₃ + la ₄ ).
[0024]
Therefore, similarly to the beam position detection device 2,
(Equation 6)
A = (Ia−Ib) / (Ia + Ib)
Is obtained, and the beam position is detected based on the obtained value. In addition, when considering the ratio A, the effect of the attenuation of the intensity of the beam 14 on the value of the ratio A decreases according to the number of repetitions. It is clear that only the position influences the value of the ratio A. Therefore, the influence of the wavelength of the beam, the type of gas, and the pressure of the gas on the position detection accuracy decreases according to the number of repetitions.
[0025]
In addition, it is considered that the same effect can be obtained in the above-described invention even with the structure shown in FIG. 6 (hereinafter, referred to as “backgammon-type electrode” structure) if the number of repetitions is sufficient.
[0026]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the above electrode structure,
(1) A considerable number of repetitions is required to obtain sufficient position detection accuracy,
(2) The number of insulation boundaries is large and processing is difficult.
There were problems such as. An object of the present invention is to further improve the above-mentioned “backgammon-type electrode” and create a highly accurate beam position detecting device.
[0027]
[Means for Solving the Problems]
The present inventors have found that, in a backgammon-type electrode, by setting an even number of common equilateral sides meshing with each other of an isosceles triangular unit electrode in the beam traveling direction, a positional accuracy of a nanometer level can be obtained. The present invention has been completed. That is, the beam position detecting device according to claim 1 according to the present invention,
Two rectangular and plate-shaped electrodes X and Y are provided in parallel and opposed to each other at a predetermined distance, and a beam travels between the two electrodes in parallel with the sides of the square. Ion chamber that is made to pass,
It is a beam position detecting device having the same. In the beam position detecting device,
On one electrode X,
(1) A first side, which is one side parallel to the beam traveling direction, has a base, and the length of each base is 1 / n of the length of the first side, and each vertex is the first side. N isosceles triangular unit electrodes on a second side opposite to the side of
It has a base on the second side, the length of each base is the same as the above-mentioned isosceles triangle, and each vertex is n-1 (n is 1 or more positive) on the first side. Integer) isosceles triangle unit electrode
It is configured in a shape that meshes by sharing equal sides,
(2) At both ends, right-angled triangular auxiliary electrodes formed by bisecting an isosceles triangular unit electrode by a perpendicular line from the apex are provided so that the electrode X becomes a quadrangle as a whole. Yes,
(3) Each isosceles portion of the isosceles triangle unit electrode and the auxiliary electrode is electrically insulated,
(4) The bases of the isosceles triangular unit electrodes and the auxiliary electrodes are electrically connected.
[0028]
The beam position detecting device according to claim 2 according to the present invention,
The value of n is set so that the length of the base of the isosceles triangular unit electrode is sufficiently shorter than the minimum value of the absorption length of the beam in the specific beam position detection operation. 2. A beam position detecting device according to (1).
[0029]
According to a third aspect of the present invention, there is provided a beam position detecting device.
The quadrilateral region is provided at the end of the electrode X, and the bases of the isosceles triangular unit electrode and the auxiliary electrode are electrically connected to each other through the region. It is a beam position detecting device.
[0030]
The beam position detecting device according to claim 4 according to the present invention,
4. The beam position detecting device according to claim 1, wherein the electrode X and the electrode Y are provided in a gas filled container.
[0031]
According to a fifth aspect of the present invention, there is provided a beam position detecting device.
5. The beam position detecting device according to claim 4, wherein a window for transmitting the beam but shielding the enclosed gas is provided at a portion where the beam enters and exits the gas filling container.
[0032]
The beam position detecting device according to claim 6 according to the present invention,
The beam position detecting device according to claim 5, wherein a window for transmitting the radiation X-ray beam but shielding the gas is provided with the radiation X-ray beam as a position detection target.
Furthermore, the beam position detecting device according to claim 7 according to the present invention,
Two rectangular and plate-shaped electrodes X and Y are provided in parallel and opposed to each other at a predetermined distance, and a beam travels between the two electrodes in parallel with the sides of the square. Ion chamber that is made to pass,
It is a beam position detecting device having the same. In the beam position detecting device,
On one electrode X,
(1) A first side, which is one side parallel to the beam traveling direction, has a base, and the length of each base is 1 / n of the length of the first side, and each vertex is the first side. N isosceles triangular unit electrodes on a second side opposite to the side of
It has a base on the second side, the length of each base is the same as the above-mentioned isosceles triangle, and each vertex is n-1 (n is 1 or more positive) on the first side. Integer) isosceles triangle unit electrode
It is configured in a shape that meshes by sharing equal sides,
(2) At both ends, right-angled triangular auxiliary electrodes formed by bisecting an isosceles triangular unit electrode by a perpendicular line from the apex are provided so that the electrode X becomes a quadrangle as a whole. Yes,
(3) Each isosceles portion of the isosceles triangle unit electrode and the auxiliary electrode is electrically insulated,
(4) The bases of the isosceles triangle unit electrode and the auxiliary electrode are electrically connected,
(5) The value of n is set such that the base length of the isosceles triangle unit electrode is sufficiently shorter than the minimum value of the absorption length of the beam in the specific beam position detection work.
In addition, at electrode X,
-A quadrangular region is provided at the end of the electrode X, and the bases of the isosceles triangular unit electrode and the auxiliary electrode are electrically connected through the region,
Further, electrodes X and Y are provided in the gas-filled container, and a window through which the beam is transmitted but gas is shielded is provided at a portion where the beam enters and leaves the gas-filled container,
Further, the synchrotron radiation X-ray beam is targeted for position detection.
[0033]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0034]
Fig. 1 is a schematic diagram of a beam position detecting device 2 "using a backgammon electrode 26 which is a preferred embodiment according to the present invention. The present invention utilizes (applies) this backgammon electrode. The rest of the configuration is substantially the same as that of the conventional beam position detecting device 2 shown in Fig. 3. Therefore, the same parts are denoted by the same reference numerals.
[0035]
This beam position detecting device 2 "includes a container 4 filled with a predetermined gas, in which two rectangular and plate-shaped electrodes X and Y are arranged parallel and at a predetermined distance from each other. The electrode X is composed of a first electrode 22a on one side of the backgammon electrode 26 and a second electrode 22b on the other side of the backgammon electrode 26. The electrode Y constitutes the common electrode 6.
[0036]
Further, the beam position detection device 2 ″ includes a DC power supply 10 that supplies a negative potential or a positive potential to the common electrode 6, and a first ammeter that detects the currents Ia and Ib flowing through the two electrodes 22a and 22b, respectively. 12a and a second ammeter 12b.
[0037]
The beam 14 is incident from the left in FIG.
[0038]
When the beam 14 is incident on the container 4, a predetermined gas filled in the container 4 is ionized. Electrons or ions generated by the ionization are attracted to a plurality of triangular portions q, r, s, t, and u constituting the first electrode 22a and the second electrode 22b, which are the backgammon-type electrodes 26. Thus, the current Ia and the current Ib flow between the first electrode 22a and the ground and between the second electrode 22b and the ground, respectively. Here, the two currents Ia and Ib correspond to the sum (lb ₁ + lb ₂ + lb ₃ ) and (la ₁ + la ₂ ) of the transverse lengths of the two electrodes 22b and 22a traversed by the beam 14, respectively. Proportional. Therefore, two currents Ia and Ib are detected by the first ammeter 12a and the second ammeter 12b, and the ratio A of the difference Ia−Ib between the two and the sum Ia + Ib of the two, that is,
(Equation 7)
A = (Ia−Ib) / (Ia + Ib)
Is obtained, and the position of the beam 14 is detected based on the obtained value.
[0039]
Therefore, when the beam 14 is incident on the center of the container 4 without displacement, the above (lb ₁ + lb ₂ + lb ₃ ) becomes equal to (la ₁ + la ₂ ), and hence Ia and Ib become equal. The ratio A becomes 0. When the beam 14 is displaced and enters the container 4, the ratio A takes a positive value or a negative value. As the deviation increases, the absolute value of the ratio A increases. It can also be seen that also becomes larger.
[0040]
The present invention basically utilizes a conventional backgammon-type electrode structure, but is characterized in that the number of equilateral sides of an isosceles triangular unit electrode meshed with each other is an even number in the beam traveling direction. Have. 2 (1), (2) and (3) are embodiments of the backgammon electrode 26 according to the present invention.
[0041]
In the backgammon electrode 26 according to the present invention, in one electrode X,
{Circle around (1)} A first side 28 which is one side parallel to the beam traveling direction (P direction) has a base, and the length of each base is 1 / n of the length of the first side; N isosceles triangular unit electrodes 32 each having a vertex on a second side 30 opposite to the first side 28;
{Circle around (2)} The base has a base on the second side 30, the length of each base is the same as the above-mentioned isosceles triangle, and n-1 vertexes on the first side 28 (n is (1 or more positive integer) isosceles triangular unit electrode 32
It is configured in a shape that meshes with sharing equal sides.
[0042]
Further, a right-angled triangular auxiliary electrode 34 formed by bisecting an isosceles triangular unit electrode 32 by a perpendicular from the apex is provided at both ends so that the electrode X becomes a quadrangle as a whole. Have been. The equilateral portions of the isosceles triangular unit electrode 32 and the additional electrode 34 are electrically insulated, and the isosceles triangular unit electrode 32 and the base of the additional electrode 34 are electrically connected.
[0043]
FIG. 2A shows a case where n = 1, and there are two shared equilateral sides. FIG. 2B shows a case where n = 2, and there are four equal sides.
[0044]
7 (1) and (2) (an embodiment of the present invention) and (3) and (4) (an example of an error that can be calculated using the equation of energy absorption of an inert gas in the electrodes of (4) (conventional type)) ), Thus describing the features of the present invention.
[0045]
Assuming that the beam intensity of the incident light 14 is 1, the length of one isosceles triangle unit electrode (in the incident light traveling direction P) is 2L, and the absorption length of the inert gas is λ, B1 in FIG. The charge amounts SigB1, SigA1, SigA2, and SigB2 formed by A1, A2, and B2 are represented by the following equations. Although the basic triangles A1 and A2 are actually continuous, they are considered separately in the following equation for convenience. The “absorption length” is a length in the incident light direction where the energy of the incident light is set to e− ¹ .
(Equation 8)
SigB1 = 1-exp [-L / (2λ)]
SigA1 = exp [−L / (2λ)] {1-exp [−L / (2λ)]}
SigA2 = exp [−2L / (2λ)] {1-exp [−L / (2λ)]}
SigB2 = exp [−3L / (2λ)] {1-exp [−L / (2λ)]}
[0046]
Here, assuming that the width of the electrode is “2C”, the detection error “ΔP” of the beam position detecting device is calculated by the following equation.
(Equation 9)
ΔP = C × (SigA−SigB) / (SigA + SigB)
[0047]
In the above equation, SigA = SigA1 + SigA2 and SigB = SigB1 + SigB2.
[0048]
In Equation 8, each signal amount is calculated under the condition of L = 0.33 cm, λ = 110.237 cm (nitrogen gas, radiation light energy 8.0 keV), and then, in Equation 9, C = 5000 μm and beam position Find the error of. Then
(Equation 10)
ΔP = 5.6 nm
Value. Similarly, when the error of the beam position in FIGS. 7 (2), (3) and (4) is calculated with L = 0.33 cm, the following results are obtained.
[Table 1]

[0049]
As described above, in the backgammon-type electrode structure 26 of the present invention having an even number of common equilateral sides, it can be seen that the accuracy is improved about 1000 times compared to the odd-numbered conventional backgammon-type electrode structure.
[0050]
There are various beams to be measured by the beam position detecting device according to the present invention described above. Synchrotron radiation, particle beams (electron beam, proton beam, etc.), light beams other than synchrotron radiation, and γ-ray beams can be measured.
[0051]
【The invention's effect】
By using the beam position detecting device having the specific backgammon-type electrode according to the present invention, the beam position detecting accuracy is greatly improved compared with the beam position detecting device having the conventional triangular electrode or the backgammon-type electrode. And the position detection accuracy at the nanometer (nm) level can be obtained. Furthermore, assuming that the same level of accuracy is obtained, there is an advantage that the number of fractions related to the triangular electrode can be much smaller.
[0052]
Further, even if a condition change such as changing the energy of the beam is performed, the accuracy described above can be maintained.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic diagram of a beam position detecting device according to the present invention.
FIG. 2 is a schematic view of a backgammon-type electrode structure according to the present invention.
FIG. 3 is a schematic view of one conventional beam position detecting device.
FIG. 4 is a front view of an incident plate used in the beam position detecting device of (2). (2) is a schematic diagram of another conventional beam position detecting device.
FIG. 5 is a schematic view of a saw-shaped electrode structure used in yet another conventional beam position detecting device.
FIG. 6 is a schematic diagram of a backgammon-type electrode structure used in yet another conventional beam position detecting device.
FIG. 7 is a schematic diagram of a backgammon-type electrode structure.
[Explanation of symbols]
2, 2 ′, 2 ″ beam position detecting device, 4 container, 6 common electrode, 8a first electrode, 8b second electrode, 10 DC power supply, 12a ... first ammeter, 12b ... second ammeter, 14 ... beam, 16a, 16b ... right triangle window, 18 ... incident plate, 20 ... Triangular electrode basic structure, 22a: first electrode, 22b: second electrode, 24: other diagonal line, 26: backgammon electrode structure, 28: first side, 30 ... second side, 32 ... isosceles triangle unit electrode, 34 ... auxiliary electrode.

Claims

Two rectangular and plate-shaped electrodes X and Y are provided in parallel and opposed to each other at a predetermined distance, and a beam travels between the two electrodes in parallel with the sides of the square. Ion chamber that is made to pass,
In the beam position detecting device having
On one electrode X,
(1) A first side, which is one side parallel to the beam traveling direction, has a base, and the length of each base is 1 / n of the length of the first side, and each vertex is the first side. N isosceles triangular unit electrodes on a second side opposite to the side of
It has a base on the second side, the length of each base is the same as the above-mentioned isosceles triangle, and each vertex is on the first side. Integer) isosceles triangle unit electrode
It is configured in a shape that meshes by sharing equal sides,
(2) At both ends, a right-angled triangular auxiliary electrode formed by bisecting an isosceles triangular unit electrode by a perpendicular line from the apex is provided so that the electrode X becomes a quadrangle as a whole. Yes,
(3) Each isosceles portion of the isosceles triangle unit electrode and the auxiliary electrode is electrically insulated,
(4) The isosceles triangular unit electrode and the base of the auxiliary electrode are electrically connected.
Beam position detector.

The value of n is set so that the length of the base of the isosceles triangular unit electrode is sufficiently shorter than the minimum value of the absorption length of the beam in the specific beam position detecting operation. 3. The beam position detecting device according to claim 1.

3. The device according to claim 1, wherein a quadrangular region is provided at an end of the electrode X, and the bases of the isosceles triangular unit electrode and the auxiliary electrode are electrically connected through the region. Beam position detector.

The beam position detecting device according to claim 1, wherein the electrode X and the electrode Y are provided in a gas filled container.

5. The beam position detecting device according to claim 4, wherein a window for transmitting the beam but shielding the enclosed gas is provided in a portion where the beam enters and exits the gas filling container.

The beam position detecting device according to claim 5, wherein a window for transmitting the radiation X-ray beam but shielding the gas is provided with the radiation X-ray beam as a position detection target.

Two rectangular and plate-shaped electrodes X and Y are provided in parallel and opposed to each other at a predetermined distance, and a beam travels between the two electrodes in parallel with the sides of the square. Ion chamber that is made to pass,
In the beam position detecting device having
On one electrode X,
(1) A first side, which is one side parallel to the beam traveling direction, has a base, and the length of each base is 1 / n of the length of the first side, and each vertex is the first side. N isosceles triangular unit electrodes on a second side opposite to the side of
It has a base on the second side, the length of each base is the same as the above-mentioned isosceles triangle, and each vertex is n-1 (n is 1 or more positive) on the first side. Integer) isosceles triangle unit electrode
It is configured in a shape that meshes by sharing equal sides,
(2) At both ends, right-angled triangular auxiliary electrodes formed by bisecting an isosceles triangular unit electrode by a perpendicular line from the apex are provided so that the electrode X becomes a quadrangle as a whole. Yes,
(3) Each isosceles portion of the isosceles triangle unit electrode and the auxiliary electrode is electrically insulated,
(4) The bases of the isosceles triangle unit electrode and the auxiliary electrode are electrically connected,
(5) The value of n is set such that the base length of the isosceles triangle unit electrode is sufficiently shorter than the minimum value of the absorption length of the beam in the specific beam position detection work.
In addition, at electrode X,
-A quadrangular region is provided at the end of the electrode X, and the bases of the isosceles triangular unit electrode and the auxiliary electrode are electrically connected through the region,
Further, electrodes X and Y are provided in the gas-filled container, and a window through which the beam is transmitted but gas is shielded is provided at a portion where the beam enters and leaves the gas-filled container,
Furthermore, the radiation X-ray beam is targeted for position detection.
Beam position detector.