JPH01220400A - 高周波多重極線形加速器 - Google Patents
高周波多重極線形加速器Info
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- JPH01220400A JPH01220400A JP4559688A JP4559688A JPH01220400A JP H01220400 A JPH01220400 A JP H01220400A JP 4559688 A JP4559688 A JP 4559688A JP 4559688 A JP4559688 A JP 4559688A JP H01220400 A JPH01220400 A JP H01220400A
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- Japan
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- electrodes
- electrode
- tank
- electric field
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- 230000005684 electric field Effects 0.000 claims abstract description 24
- 239000012212 insulator Substances 0.000 claims abstract description 10
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims abstract description 10
- 230000005405 multipole Effects 0.000 claims description 5
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 abstract description 11
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 7
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000001747 exhibiting effect Effects 0.000 description 1
- 238000005468 ion implantation Methods 0.000 description 1
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 description 1
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 1
Landscapes
- Particle Accelerators (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〈産業上の利用分野〉
本発明は、高周波を導入することにより形成される高周
波電場によって荷電粒子を加速する、高周波多重極線形
加速器に関する。
波電場によって荷電粒子を加速する、高周波多重極線形
加速器に関する。
〈従来の技術〉
高周波多重極線形加速器、特に四重極線形加速器は、荷
電粒子を収束しつつ同時に加速できるという特徴がある
。そのため、従来から様々な荷電粒子を高いエネルギに
加速する能力に優れ、この能力を必要とする分野で大い
に利用されている。
電粒子を収束しつつ同時に加速できるという特徴がある
。そのため、従来から様々な荷電粒子を高いエネルギに
加速する能力に優れ、この能力を必要とする分野で大い
に利用されている。
第４図および第５図に従来の一般的な四重極線形加速器
の構造を示す。なお、第４図はタンク１０１の軸線に沿
って切断した断面図、第５図はその■−■断面図である
。
の構造を示す。なお、第４図はタンク１０１の軸線に沿
って切断した断面図、第５図はその■−■断面図である
。
四重極線形加速器は、両端がプレート２．３で閉止され
た円筒形状のタンク１０１の内部に、先端部が波状の周
期形状を有する４枚の電極１０４ａ−・１０４ｄが固着
されてなっている。このタンク１０１および電極１０４
ａ−１０４ｄによって空胴共振器を形成しており、加
速器は固有の共振周波数を有している。
た円筒形状のタンク１０１の内部に、先端部が波状の周
期形状を有する４枚の電極１０４ａ−・１０４ｄが固着
されてなっている。このタンク１０１および電極１０４
ａ−１０４ｄによって空胴共振器を形成しており、加
速器は固有の共振周波数を有している。
このような加速器に高周波を導入して共振させることに
より、加速器内に定在波が生じ、この定在波の周波数で
、荷電粒子Ｐの収束および加速を繰り返して行うための
高周波電場を、電極１０４ａ−・・１０４ｄの先端部で
囲われたボア内に形成することができる。
より、加速器内に定在波が生じ、この定在波の周波数で
、荷電粒子Ｐの収束および加速を繰り返して行うための
高周波電場を、電極１０４ａ−・・１０４ｄの先端部で
囲われたボア内に形成することができる。
〈発明が解決しようとする課題〉
ところで、上述の加速器では、最終加速エネルギが、空
胴共振器としての加速器が持つ共振周波数および電極１
０４ａ−・１０４ｄの先端部の波面形状によって一義的
に決定されるため、従来、可変なものとなっていない。
胴共振器としての加速器が持つ共振周波数および電極１
０４ａ−・１０４ｄの先端部の波面形状によって一義的
に決定されるため、従来、可変なものとなっていない。
この点が、例えばイオン分析やイオン注入等、イオンエ
ネルギの制御が必要とされている分野においての利用に
際し、問題となっていた。
ネルギの制御が必要とされている分野においての利用に
際し、問題となっていた。
本発明の目的は最終加速エネルギを可変とすることので
きる、高周波多重極線形加速器を提供することにある。
きる、高周波多重極線形加速器を提供することにある。
〈課題を解決するための手段〉
上記の目的を達成するための構成を実施例に対応する第
１図および第２図を参照しつつ説明すると、本発明は、
両端部にプレート２．３が配設された円筒形タンク１の
内部に、その軸方向に沿う複数の電極４ ａ−４ｄが配
設されてなり、高周波を導入することにより、電極４ａ
・−４ｄにより形成される高周波電場によって荷電粒子
Ｐを加速する加速器において、各電極４ａ・−４ｄの荷
電粒子Ｐ進行空間に沿う面を含んだ一部を絶縁体４３ａ
−４３ｄにより分離して、それぞれ分離電極４２ａ−・
・４２ｄを形成するとともに、その各分離電極４２ ａ
−４２ｄに外部に設けた可変直流電源５から直流電圧を
供給し得るよう構成したことを特徴としている。
１図および第２図を参照しつつ説明すると、本発明は、
両端部にプレート２．３が配設された円筒形タンク１の
内部に、その軸方向に沿う複数の電極４ ａ−４ｄが配
設されてなり、高周波を導入することにより、電極４ａ
・−４ｄにより形成される高周波電場によって荷電粒子
Ｐを加速する加速器において、各電極４ａ・−４ｄの荷
電粒子Ｐ進行空間に沿う面を含んだ一部を絶縁体４３ａ
−４３ｄにより分離して、それぞれ分離電極４２ａ−・
・４２ｄを形成するとともに、その各分離電極４２ ａ
−４２ｄに外部に設けた可変直流電源５から直流電圧を
供給し得るよう構成したことを特徴としている。
〈作用〉
各電極４ａと４２ａ、−，４ｄと４２ｄの加速器共振周
波数におけるインピーダンスを高周波源（図示せず）側
のインピーダンス（例えば５０ Ｉりに対し充分に小さ
い値に保っておき、かつ、４２ａ、・−１４２ｄと可変
直流電源５の間に加速器共振周波数において充分大きな
インピーダンスを示すリアクトリルＬａ、−・−、Ｌｄ
を設けると、高周波を導入することにより、電極４ａ−
・−４ｄによって囲われるボア内にその長手方向全域に
亘って高周波電場を形成することができる。このような
高周波電場を形成した状態で、分離電極４２ ａ−４２
ｄに直流電圧を供給することにより、その電極４２ａ−
・・４２ｄによって囲われるボア内に直流電場を高周波
電場に重量して形成することができ、最終加速エネルギ
は、高周波電場だけが形成されたときに対し直流電場の
強さに相関して変化する。従って、可変直流電源５を操
作して直流電場の強さを変化さすることにより、最終加
速エネルギを、直流電場の強さの変化に応じた範囲内で
任意に設定することができる。
波数におけるインピーダンスを高周波源（図示せず）側
のインピーダンス（例えば５０ Ｉりに対し充分に小さ
い値に保っておき、かつ、４２ａ、・−１４２ｄと可変
直流電源５の間に加速器共振周波数において充分大きな
インピーダンスを示すリアクトリルＬａ、−・−、Ｌｄ
を設けると、高周波を導入することにより、電極４ａ−
・−４ｄによって囲われるボア内にその長手方向全域に
亘って高周波電場を形成することができる。このような
高周波電場を形成した状態で、分離電極４２ ａ−４２
ｄに直流電圧を供給することにより、その電極４２ａ−
・・４２ｄによって囲われるボア内に直流電場を高周波
電場に重量して形成することができ、最終加速エネルギ
は、高周波電場だけが形成されたときに対し直流電場の
強さに相関して変化する。従って、可変直流電源５を操
作して直流電場の強さを変化さすることにより、最終加
速エネルギを、直流電場の強さの変化に応じた範囲内で
任意に設定することができる。
〈実施例〉
本発明の実施例を、以下、図面に基づいて説明する。
第１図および第２図は本発明を四重極線形加速器に適用
した実施例の構成を示す図で、第１図はタンク１の軸線
に沿って切断した断面図、第２図はそのｎ−ｎ断面図で
ある。
した実施例の構成を示す図で、第１図はタンク１の軸線
に沿って切断した断面図、第２図はそのｎ−ｎ断面図で
ある。
両端にプレート２．３が配設されたタンク１の内周面に
、互いに９０°の間隔をあけて４枚の電極４ ａ−４ｄ
がタンク１の軸線に沿って固着されている。
、互いに９０°の間隔をあけて４枚の電極４ ａ−４ｄ
がタンク１の軸線に沿って固着されている。
以下、１枚の電極４ａについて説明する。
電極４ａは電極本体４１ａと、その本体４１ａに絶縁体
４３ａを介して固着された分離電極４２ａとから構成さ
れており、電極本体４１ａと分離電極４２ａとは直流的
に絶縁されている。また、電極４ａの先端部は第４図に
示す従来の加速器の電極１０４ａ−１０４ｄと同じ波面
形状を有している。
４３ａを介して固着された分離電極４２ａとから構成さ
れており、電極本体４１ａと分離電極４２ａとは直流的
に絶縁されている。また、電極４ａの先端部は第４図に
示す従来の加速器の電極１０４ａ−１０４ｄと同じ波面
形状を有している。
電極４ａの分離電極４２ａは、タンク１の外部に配設さ
れた可変直流電源５の陰極側にリアクトルＬａを介して
接続されており、可変直流電源５の陽極側はタンク１の
壁体に接続されている。
れた可変直流電源５の陰極側にリアクトルＬａを介して
接続されており、可変直流電源５の陽極側はタンク１の
壁体に接続されている。
なお、他の３枚の電極４ｂ＝・−４ｄも先に説明した電
極４ａと全く同様に構成されており、その各分離電極４
２ ｂ−４２ｄは、それぞれ分離電極４２ａと同じ可変
直流電源５の陰極側にリアクトルＬｂ、−・、Ｌｄを介
して接続されている。
極４ａと全く同様に構成されており、その各分離電極４
２ ｂ−４２ｄは、それぞれ分離電極４２ａと同じ可変
直流電源５の陰極側にリアクトルＬｂ、−・、Ｌｄを介
して接続されている。
次に、絶縁体４３ａ・・・４３ｄおよびリアクトル１、
ａ、−−−、Ｌｄについて、第３図を参照しつつ説明す
る。なお、第３図は一枚の電極４ａについての等価回路
である。 ゛ まず、絶縁体４３ａは等価回路ではキャパシティＣを示
し、その静電容量は、加速器共振周波数におけるインピ
ーダンスが高周波源（図示せず）側のインピーダンスに
対して充分に小さい値になるよう設定されている。例え
ば高周波源側のインピーダンスが通常５０Ω程度に対し
、０，１Ω程度になるよう設定されている。なお、他の
絶縁体４３ｂ・・−４３ｄも全く同様に設定されている
。
ａ、−−−、Ｌｄについて、第３図を参照しつつ説明す
る。なお、第３図は一枚の電極４ａについての等価回路
である。 ゛ まず、絶縁体４３ａは等価回路ではキャパシティＣを示
し、その静電容量は、加速器共振周波数におけるインピ
ーダンスが高周波源（図示せず）側のインピーダンスに
対して充分に小さい値になるよう設定されている。例え
ば高周波源側のインピーダンスが通常５０Ω程度に対し
、０，１Ω程度になるよう設定されている。なお、他の
絶縁体４３ｂ・・−４３ｄも全く同様に設定されている
。
また、リアクトルＬａ、−、Ｌｄは、そのインピーダン
スが加速器共振周波数において、高周波源側のインピー
ダンスに対して充分に大きい値、例えばＩＫΩ程度にな
るよう設定されている。
スが加速器共振周波数において、高周波源側のインピー
ダンスに対して充分に大きい値、例えばＩＫΩ程度にな
るよう設定されている。
以上のように構成された加速器に、第４図に示す従来の
加速器と同じ高周波源（図示せず）から高周波を導入す
ることにより、電極４ ａ−４ｄによって囲まれるボア
内に従来と同じ高周波電場を形成することができる。こ
こで、各分離電極４２ａ−・・４２ｄにタンク１に対し
て負の直流電圧を供給すると、分離電極４２ ａ−４２
ｄによって囲まれるボア内に直流電場が高周波電場に重
量して形成される。すなわち、最終加速エネルギは、高
周波電場だけが形成されたときに対し、直流電場の強さ
に比例した分だけ高くなる。しかも、直流電場の強さは
可変直流電源５を操作することにより変化させることが
可能で、その変化に応じた範囲内で最終加速エネルギを
任意に設定することができる。
加速器と同じ高周波源（図示せず）から高周波を導入す
ることにより、電極４ ａ−４ｄによって囲まれるボア
内に従来と同じ高周波電場を形成することができる。こ
こで、各分離電極４２ａ−・・４２ｄにタンク１に対し
て負の直流電圧を供給すると、分離電極４２ ａ−４２
ｄによって囲まれるボア内に直流電場が高周波電場に重
量して形成される。すなわち、最終加速エネルギは、高
周波電場だけが形成されたときに対し、直流電場の強さ
に比例した分だけ高くなる。しかも、直流電場の強さは
可変直流電源５を操作することにより変化させることが
可能で、その変化に応じた範囲内で最終加速エネルギを
任意に設定することができる。
なお、本実施例では、各電極４ａ・・・４ｄに、それぞ
れ一つの分離電極４２ａ−４２ｄを設けた場合について
説明したが、各電極４ ａ−４ｄに、それぞれ複数の分
離電極を設けてもよい。
れ一つの分離電極４２ａ−４２ｄを設けた場合について
説明したが、各電極４ ａ−４ｄに、それぞれ複数の分
離電極を設けてもよい。
また、本実施例では、各分離電極４２ ａ−４２ｄを可
変直流電源５の陰極側に接続しているが、本発明はこれ
に限られることなく、陽極側に接続してもよく、この場
合、最終加速エネルギは、高周波電場だけが形成された
ときに対して低くなり、その低減側において最終加速エ
ネルギを可変にすることができる。
変直流電源５の陰極側に接続しているが、本発明はこれ
に限られることなく、陽極側に接続してもよく、この場
合、最終加速エネルギは、高周波電場だけが形成された
ときに対して低くなり、その低減側において最終加速エ
ネルギを可変にすることができる。
さらに、本発明は四重極線形加速器以外の高周波多重極
線形加速器に適用し得ることは言うまでもない。
線形加速器に適用し得ることは言うまでもない。
〈発明の効果〉
以上説明したように、本発明によれば、タンク内部に配
設された各電極の一部を絶縁体により分離してそれぞれ
分離電極を形成し、その各分離電極にはそれぞれ外部の
可変直流電源から直流電圧を供給するよう構成したから
、分離電極によって囲われるボア内に強さが可変な直流
電場を高周波電場に重量して形成することが可能になり
、直流電場の強さを変化させることにより、最終加速エ
ネルギを所定の範囲内で可変とすることができる。
設された各電極の一部を絶縁体により分離してそれぞれ
分離電極を形成し、その各分離電極にはそれぞれ外部の
可変直流電源から直流電圧を供給するよう構成したから
、分離電極によって囲われるボア内に強さが可変な直流
電場を高周波電場に重量して形成することが可能になり
、直流電場の強さを変化させることにより、最終加速エ
ネルギを所定の範囲内で可変とすることができる。
従って、例えばイオン注入装置やイオン分析装置等、イ
オンエネルギの制御が必要とされている装置への適用が
可能になる。
オンエネルギの制御が必要とされている装置への適用が
可能になる。
第１図および第２図はそれぞれ本発明実施例の構成を示
す図で、 第１図はタンク１の軸線に沿って切断した断面図、 第２図はその■−■断面図である。 第３図は本発明実施例の等価回路である。 第４図および第５図はそれぞれ従来の四重極線形加速器
の構造を示す図で、 第４図はタンク１０１の軸線に沿って切断した断面図、 第５図はそのＩＩＩ−ＩＩＩ断面図である。 １・・・・・・・・・タンク ２．３・・・・・・・プレート ４ａ〜４ｄ・・・・・電極 ４１ａ〜４１ｄ・・・電極本体 ４２ａ〜４２ｄ・・・分離電極 ４３ａ〜４３ｄ・・・絶縁体 ５・・・・・・・・・可変直流電源 Ｌ・・・・・・・・・リアクトル Ｐ・・・・・・・・・荷電粒子 特許出願人 株式会社島津製作所代 理 人
弁理士 西１）新第１図 第２° 第３図 第４図 第５図
す図で、 第１図はタンク１の軸線に沿って切断した断面図、 第２図はその■−■断面図である。 第３図は本発明実施例の等価回路である。 第４図および第５図はそれぞれ従来の四重極線形加速器
の構造を示す図で、 第４図はタンク１０１の軸線に沿って切断した断面図、 第５図はそのＩＩＩ−ＩＩＩ断面図である。 １・・・・・・・・・タンク ２．３・・・・・・・プレート ４ａ〜４ｄ・・・・・電極 ４１ａ〜４１ｄ・・・電極本体 ４２ａ〜４２ｄ・・・分離電極 ４３ａ〜４３ｄ・・・絶縁体 ５・・・・・・・・・可変直流電源 Ｌ・・・・・・・・・リアクトル Ｐ・・・・・・・・・荷電粒子 特許出願人 株式会社島津製作所代 理 人
弁理士 西１）新第１図 第２° 第３図 第４図 第５図
Claims (1)
- 両端部にプレートが配設されたタンクの内部に、その軸
方向に沿う複数の電極が配設されてなり、高周波を導入
することにより、上記電極により形成される高周波電場
によって荷電粒子を加速する加速器において、上記各電
極の荷電粒子進行空間に沿う面を含んだ一部を絶縁体に
より分離して、それぞれ分離電極を形成するとともに、
その各分離電極に外部に設けた可変直流電源から直流電
圧を供給し得るよう構成したことを特徴とする、高周波
多重極線形加速器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4559688A JPH01220400A (ja) | 1988-02-26 | 1988-02-26 | 高周波多重極線形加速器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4559688A JPH01220400A (ja) | 1988-02-26 | 1988-02-26 | 高周波多重極線形加速器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01220400A true JPH01220400A (ja) | 1989-09-04 |
Family
ID=12723732
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4559688A Pending JPH01220400A (ja) | 1988-02-26 | 1988-02-26 | 高周波多重極線形加速器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01220400A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5334943A (en) * | 1991-05-20 | 1994-08-02 | Sumitomo Heavy Industries, Ltd. | Linear accelerator operable in TE 11N mode |
-
1988
- 1988-02-26 JP JP4559688A patent/JPH01220400A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5334943A (en) * | 1991-05-20 | 1994-08-02 | Sumitomo Heavy Industries, Ltd. | Linear accelerator operable in TE 11N mode |
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