JPH02186600A

JPH02186600A - シンクロトロン放射装置

Info

Publication number: JPH02186600A
Application number: JP1005426A
Authority: JP
Inventors: Yoshio Gomyo; 由夫五明
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1989-01-12
Filing date: 1989-01-12
Publication date: 1990-07-20

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。

Description

【発明の詳細な説明】［発明の目的］（産業上の利用分野）本発明は、高速度で運動する電子に蛇行または旋回運動
を与え、この電子の軌道が変化する際に放出される電磁
波の干渉により高強度のシンクロトロン放射光を発生さ
せる装置に関する。

（従来の技術）このようなシンクロトロン放射装置は、アンジュレータ
またはウィグラーとも称されている。この装置は、高速
度で直線運動する電子に磁界等によって蛇行または旋回
運動を与え、その際に放出される電磁波の干渉効果によ
って高強度のシンクロトロン放射光を発生させるもので
ある。この放射光の強度は、上記電子の蛇行または旋回
運動の回数が多くなるにしたがって増大する。また、こ
の放射光の波長すなわちエネルギは蛇行または旋回運動
の周期波長とこれらの運動を与える磁場の強度によって
決定される。−船釣な傾向としては、周期波長が短く、
また磁場の強度が大きい程放射光の波長が短く、すなわ
ちエネルギが高くなり、効率が高くなる。

このようなシンクロトロン放射装置において、放射光の
強度を大きくするために電子の蛇行または旋回運動の回
数を多くすると、磁場の誤差等によるこれら運動の誤差
が重畳されてゆき、この電子の軌道の偏位が大きくなる
。この結果、シンクロトロン放射光の干渉に悪影響が生
じ、放射光の強度が低下する等の問題があった。

また、波長の短い放射光を効率的に得るために、蛇行ま
たは旋回運動の周期波長を短くし、またその運動を与え
る磁場の強度を大きくすると、必然的にこの磁場を形成
する磁石等が大形化する。これらの磁石は、電子の軌道
に大きな磁場を形成する必要からこの軌道の近傍に配置
する必要がある。

したかって、高性能のアンジュレータを得るためにはこ
の磁石は電子の運動する真空容器内に配置される。とこ
ろで、これらの磁石等からはガスが放出される傾向かあ
る。よって、これら磁石等が大形化すると放出されるガ
スの量が多くなり、この真空容器の真空度が低下する。

また、これら大形の磁石を収容するためにこの真空容器
の容積の大きくなる。この真空容器内は超高真空に維持
する必要があるので、このように大形化した真空容器内
に大形化した磁石等から多量のガスが放出されると、こ
の真空容器内を必要とする超真空に維持するのは困難と
なる。このため、これら磁石等の大形化には限界があっ
た。

（発明が解決しようとする課題）本発明は以」二の事情に基づいてなされたもので、電子
の蛇行または旋回運動の回数が多い場合でもこの電子の
軌道のずれを小さくすることができ、放η・Ｊ光の強ｒ
３ｔを大きくすることかできるシンクロトロン放射装置
を提供することにある。

［発明の構成］（課題を解決するための手段）本発明は、電子に蛇行または旋回運動を与えるための磁
石等から構成される磁場形成体を複数個設け、これら磁
場形成体を電子の運動の軌跡に沿って配列し、これら磁
場形成体の間に電子軌道位置測定器と電子軌道補正用磁
石を配置したものである。

また、本発明の実施例の構成によれば、上記磁場形成体
を構成する磁極、磁石等は、電子が通過するビームダク
トと薄い隔壁を介して区画された収容室内に収容され、
これらビームダクトと収容室は常の略等しい圧力に維持
されるものである。

（作用）本発明によれば、複数の磁場形成体の近傍を通過する電
子はこれら磁場形成体によって形成される磁場により蛇
行または旋回運動を与えられる。

そして、これら磁場形成体の間に配置されている電子軌
道位置測定器によって中間位置で電子の軌道が測定され
、また電子軌道補正用磁石によってこの電子の軌道が中
間位置で補正される。したがって、これら磁場形成体の
数を多くして電子に与える蛇行または旋回運動の回数を
多くしてもこの電子の軌道を正確に制御することができ
る。

また、本発明の実施例の構成によれば、磁場を形成する
ための磁石等は電子が移動するビームダクトと区画され
た収容室内に配置されているので、これらの磁石等から
ガスが放出されてもこのビムダクト内の真空度を損うこ
とがない。またこのビームダクトと収容室とは薄い隔壁
を介して区画されているので、これら磁極や磁石を電子
の軌道に十分に近接して配置できる。またこのビームダ
クトと収容室内の圧力は常時等しくなるように維持され
ているので、このような薄い隔壁でもこれが圧力差によ
って破損することはない。

（実施例）以下、図を参照して本発明の詳細な説明する。

この実施例は、交番磁界内を電子が通過することによっ
てこの電子に蛇行運動を与えてシンクロトロン放射光を
得るシンクロトロン放射装置である。

第１図に示す装置は、通常アンジュレータまたはウィグ
ラーと称されるシンクロトロン放射装置であって、その
前後端にそれぞれフランジ１が形成されている。そして
、たとえば略円形の電子蓄積リング（図示せず）の直線
部の中間に上記のフランジ１を介して接続され、この電
子蓄積リング内で加速された電子ビームは上記フランジ
１からこの装置内に入射し、この装置内を図中の右方か
ら左方に通過する。この装置１には、その軸方向に沿っ
てビームダクト２が配置されている。このビムダクト２
の端部は上記のフランジに接続され、電子ビームはこの
ビームダクト２内をその中心軸に沿って通過する。この
ビームダクト２の内は超高真空に排気されており、また
この内部には複数対の磁場形成体３が配置されている。

これら磁場形成体３は後に詳述するように、それぞれ複
数の磁極および永久磁石から構成され、この電子の軌跡
を横断する交番磁界を形成するように構成されている。

これら磁場形成体はこのビームダクト２の中心軸線すな
わち入射ビームの軌跡に近接してこの軌跡をはさんで一
対のものが上下に対向して配置され、これら対をなす磁
場形成体３が電子の軌跡の方向に複数対たとえば２対配
列されている。

そして、これらの磁場形成体の間を電子が通過する際こ
の電子は交番磁界によって蛇行運動を与えられ、この電
子の進行方向に強度の強いシンクロトロン放射か発生す
る。

また、これら磁場形成体３は移動機構１１を介（−で支
持されており、これらの移動機構１１によってこれらの
磁場形成体３は上下に移動されるように構成されている
。そして、前述した電子蓄積リングに電子ビームを入射
する場合には、これらの移動機構１１によって対をなす
磁場形成体３を互いに離間するように上下に移動させ、
これらの磁場形成体の間を通過する入射電子ビームの軌
道が変形されるのを防止し、この軌道の変形によるビー
ムの損失を軽減させるように構成されている。

また、第２図に模式的に示すように、この電子の運動方
向の上流側の磁場形成体３の上流側には一対の電子軌道
補正用磁石５か配置されている。

また、下流側の磁場形成体３の下流側には、電子軌道位
置１１１１定器６か配置されている。さらに、この上流
側の磁場形成体３と下流側の磁場形成体３のとの間には
、一対の電子軌道測定補正器４が配置される、これらの
電子軌道測定補正器４は、電子軌道位置測定器４ｂと電
子軌道補正用磁石４ａとを一体的に組込んだものである
。そして、これら電子軌道位置測定器５．４ｂで測定さ
れた軌道位置に対応した信号は制御回路（図示せず）に
送られ、この制御回路によって上記の電子軌道補正磁石
を制御し、電子の軌道のずれを補正する。すなわち、こ
の電子が上記磁場形成体３の間を通過する領域の中間位
置Ｐ２に配置された上記電子軌道位置測定器４ｂの測定
値によって、この領域の上流位置Ｐ］に配置された電子
軌道補正磁石５を制御し、上記中間位置Ｐ２位置におい
て電子ビームがこのビームダクト２の中心軸を通過する
ようにその軌道を制御する。また、上記下流位置Ｐ３に
配置された電子軌道位置測定器６の測定値によって、中
間位置Ｐ２に配置された電子軌道補正磁石４ａを制御し
、この下流の位置Ｐ３において電子ビームがこのビーム
ダクト２の中心軸を通過するように電子の軌跡を制御す
る。なお、このような制御をおこなった場合の典型的な
電子の軌跡を第３図に示す。なお、この電子は磁場形成
体３によって形成される交番磁界により蛇行運動を繰返
すものであるか、第３図に示す電子の軌跡Ｔはこれらの
蛇行運動の中心の軌跡のずれを示している。

また、第３図中のＯはビームダクトの中心軸を示す。

このような実施例によれば、電子か蛇行運動を与えられ
る領域の中間位置でこの電子の軌道の補正がなされるの
で、蛇行運動の回数を多くしてこの蛇行運動の領域が長
くなってもこの電子の軌跡の偏位を許容範囲内に正確に
制御することができる。なお、この実施例では磁場形成
体３は２対のものを配置しであるが、必要に応じてこの
磁場形成体を３対以」二装置してもよいことは勿論であ
り、このような場合にはこの実施例と同様に各対をなす
磁場形成体の間にそれぞれ電子軌道測定補正器を配置す
る。

また、このようにビームダクト２内に配置される磁場形
成体３の数が多く、また強力な磁場を形成するためにこ
れら磁場形成体を大形化すると、これら磁場形成体３内
に設けられた磁石等からのガスの放出量が多くなり、こ
のビームダクト２内に真空度が低下する傾向かある。こ
のような傾向に対処するため、この実施例は上記の磁場
形成体３を第４図に示すように構成している。すなイっ
ち、これらの磁場形成体３は交互に配置された磁極７お
よび永久磁石８をＩｉｉ＆えている。そして、これら磁
極７および永久磁石８は気密容器９内に収容されている
。この気密容器９は略矩形の断面形状をなし、この気密
容器を形成する壁のうち上記電子ビームの軌跡に沿って
近接した壁はきわめて薄肉の隔壁１０に形成され、上記
磁極７はこの隔壁１０の内面に密着している。すなわぢ
、これら磁極７およぞ永久磁石８は、上記気密容器って
ビーダクト２内から区画された空間内に収容されている
。そして、これら磁場形成体３の気密容器９内、および
このビームダクト２内は、それぞれたとえば別々の配管
を介して排気装置（図示せず）に接続されている。そし
て、この排気装置によって、これら気密容器９内および
ビームダクト２内は別々にかつ常時路等しい圧力となる
ように排気される。なお、実際にはこの気密容器９内と
ビーダクト内の圧力にはわずかな圧力差が発生すること
は防止できないが、この圧力差は、上記薄肉１］の隔壁１０を過度に変形させたり破損したりしない程度
の圧力差に維持される。このような構成によれば、上記
の磁極７や磁石８からガスが放出されても、このガスか
ビームダクト２内には拡散しないので、このビームダク
ト２内の真空度を低下させることがない。また、上記の
隔壁１０はきわめて薄肉に形成されているので、磁極７
等を電子の軌道近接させることができ、このような隔壁
１０を設けても電子軌道上での磁界の強さが低下するこ
とはない。

なお、本発明は上記の実施例には限定されない。

たとえば、磁場形成体は永久磁石により磁界を形成する
ものに限らず、電磁石を使用したものでもよい。

［発明の効果］上述の如く本発明によれば、電子に蛇行または旋回運動
を与える領域の中間位置においてこの電子の軌道を補「
Ｆてきるので、この電子の蛇行または旋回運動の同数を
多くした場合でもこの電子の軌道を正確に制御すること
ができ、放射光の強度を増大させることができる等、そ
の効果は大である。

【図面の簡単な説明】

図は本発明の一実施例を示し、第１図はこの実施例のシ
ンクロトロン放射装置の一部を破断して示す斜視図、第
２図は磁場形成体、電子軌道位置測定器および電子軌道
補正磁石等の配置を概略的に示す側面図、第３図は電子
の軌道を説明する線図、第４図は磁場形成体の一部を破
断して示す斜視図である。２・・・ビームダクト、３・・・磁場形成体、４・・・
電子軌道測定補正器、９・・・気密容器、］Ｏ・・・隔
壁出願人代理人　弁理士　鈴江武彦　Ｂ

Claims

【特許請求の範囲】

（１）電子の軌道の近傍に配置されこの電子を蛇行また
は旋回運動させるための磁場を形成する複数の磁場形成
体を備え、これら複数の磁場形成体は電子の軌道に沿っ
て配列されており、またこれら磁場形成体の間に配置さ
れた電子軌道位置測定器と電子軌道補正用磁石とを具備
したことを特徴とするシンクロトロン放射装置。
（２）前記磁場形成体は磁極および磁石を備え、これら
磁極および磁石は前記電子が通過する真空に排気された
ビームダクトとは薄肉の隔壁を介して区画された収容室
内に配置されており、この収容室内の圧力と上記ビーム
ダクト内の圧力は常時略等しい圧力に維持されているこ
とを特徴とする請求項１に記載のシンクロトロン放射装
置。