JPH0320700A - Electromagnet for charged particle apparatus - Google Patents

Electromagnet for charged particle apparatus

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JPH0320700A
JPH0320700A JP26008389A JP26008389A JPH0320700A JP H0320700 A JPH0320700 A JP H0320700A JP 26008389 A JP26008389 A JP 26008389A JP 26008389 A JP26008389 A JP 26008389A JP H0320700 A JPH0320700 A JP H0320700A
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俊二 山本
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Abstract

PURPOSE:To achieve a smaller size of the apparatus with easier adjustment of a magnetic field by providing an core of a deflection electromagnet with a hole part to let a vacuum chamber pass through while a coil is provided in the hole part to adjust the orbit of charged particles with the core as magnetic path. CONSTITUTION:Charged particles 17 move on a race-track shaped balanced orbit 4 passing through a hole part 23 formed in a clamp plate 21 composing a core together with a return yoke 22 and upper and lower coils 31a and 31b generate to a magnetic field to curve the orbit 4 by deflecting the particles 17. The particles 17 are deflected delicately under a horizontal Lorentz force to adjust the orbit 4 finely by a magnetic field from a pair of steering coils 24 provided in a hole section 23. Then, sectional areas of the yoke 22 and an end reinforced part are so larger than that of the clamp plate 21 to facilitate the passage of a line of magnetic force and hence, most of the line of magnetic force concentrates on areas other than the clamp plate 21. In other words, as the clamp plate 21 has a weak magnetic field and a sufficient shielding effect is obtained even when it is thin and therefore, a slight space is enough in a direction of the orbit 4, thereby enabling the setting of a smaller charged particle apparatus.

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] この発明は、荷電粒子装置の電磁石、特に、偏向電磁石
の楕或に関するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial Application Field] The present invention relates to an electromagnet for a charged particle device, and in particular to an elliptical bending electromagnet.

[従来の技術1 第20図は、例えば、日本化学技術情報センタ1984
年9月 発行の、ヨシ力ズ ミャハラ(Yoshika
zu Miyahara).コージ タカタ(Koji
 Takata)及びテツヤ ナカニシ(Tetsuy
a Nakanishi)によるrsspの技術報告(
Technical Report of ISSP)
N021、「シンクロトロン放射のための超電導レスト
ラック電子蓄、積リング及び共存インジエクタマイクロ
トロン(SuperaonductinH Racet
rack Electron Strage Ring
 and Coexistent Inject.or
Microtron for Synchrotron
 Radiation),1に記載されている従来の荷
電粒子装置を示す平面図である。
[Prior art 1 Figure 20 shows, for example, the Japanese Chemical Technology Information Center 1984
Yoshirikizu Myahara (Yoshika), published in September.
zu Miyahara). Koji Takata
Takata) and Tetsuya Nakanishi (Tetsuy
rssp technical report (
Technical Report of ISSP)
N021, “Superconducting Restrac Electron Storage, Product Ring and Coexisting Injector Microtron for Synchrotron Radiation”
rack Electron Storage Ring
and Coexistent Inject. or
Microtron for Synchrotron
FIG. 1 is a plan view showing a conventional charged particle device described in Radiation), 1.

図において、符号(1)は荷電粒子を蓄積する荷電粒子
装置としての蓄積リング、(2)は荷電粒子(例えば電
子)を蓄積リング(1)内に導くための入射部ビームラ
インである.(3)は荷電粒子を偏向して平衡軌道(4
)を形戒するための超電導の偏向電磁石であり、後述す
る偏向コイルの組み合わせにより楕戒されている。
In the figure, reference numeral (1) is a storage ring as a charged particle device that accumulates charged particles, and (2) is an entrance beam line for guiding charged particles (for example, electrons) into the storage ring (1). (3) Deflects the charged particle to create an equilibrium trajectory (4
) is a superconducting bending electromagnet for formal precepts, and is used for elliptical precepts by a combination of deflection coils, which will be described later.

(5)は荷電粒子を偏向電磁石(3)で偏向する際に発
生する放射光を取り出すための放射光ビームラインであ
る8この放射光は、シンクロトロン放射光、又はSOR
(Synchrotron Orbital Radi
ation)と呼ばれ、外部に取り出されてリソグラフ
イなどに利用されている。一般に、放射光ビームライン
(5)は、装置の利用効率を高めるため、偏向電磁石(
3)に沿って多数設けられているが、ここでは各偏向電
磁石(3)にそれぞれ1本のみを示し他は省略している
. (6)は蓄積リング(1)内の荷電粒子を集束させるた
めの四極電磁石、(7)は偏向電磁石(3)の非線形磁
場又は夕ロマテイシティを補正するための六極電磁石、
(8)は放射光の放出による荷電粒子のエネルギ損失を
補い所定のエネルギに加速するための高周波空洞、(9
)は荷電粒子を入射部ビームライン(2)から入射させ
る際に平衡軌道(4) をずらせて入射を助けるための
キツカ、(10)は荷電粒子の通路となる真空チャンバ
ー、(■1)は荷電粒子を入射部ビームライン(2)か
ら蓄積リング(1〉内に入射させるためのインフレクタ
、(工2)は真空チャンバー〈10)内を高真空に保つ
ための真空ポンプであり、これらは平衡軌道(4〉に沿
って配設されている. なお、真空チャンバー(10)は機械的強度が高く且つ
ベーキングが容易なステンレス鋼材で形成されている。
(5) is a synchrotron radiation beam line for extracting the synchrotron radiation generated when charged particles are deflected by the deflection electromagnet (3).8 This synchrotron radiation is synchrotron radiation or SOR
(Synchrotron Orbital Radio
It is taken out and used for lithography, etc. Generally, the synchrotron radiation beam line (5) is equipped with a bending electromagnet (
3), but here only one is shown for each bending electromagnet (3) and the others are omitted. (6) is a quadrupole electromagnet for focusing charged particles in the storage ring (1), (7) is a sextupole electromagnet for correcting the nonlinear magnetic field or evening chromaticity of the bending electromagnet (3),
(8) is a high-frequency cavity for compensating for the energy loss of charged particles due to the emission of synchrotron radiation and accelerating them to a predetermined energy;
) is a hole that shifts the equilibrium trajectory (4) to assist the injection of charged particles from the entrance beam line (2), (10) is a vacuum chamber that serves as a passage for charged particles, and (■1) is a The inflector is for injecting charged particles from the entrance beam line (2) into the storage ring (1), and the vacuum pump (2) is for maintaining a high vacuum inside the vacuum chamber (10). The vacuum chamber (10) is arranged along the equilibrium track (4). The vacuum chamber (10) is made of stainless steel material that has high mechanical strength and is easy to bake.

また、この真空チャンバー(lO)の内部は真空ポンプ
(12)−により超高真空に保たれており、荷電粒子が
気体分子に衝突してエネルギを失いその寿命が短くなる
ことを防止している.次に、第21図〜第23図は、第
11図内の偏向電磁石(3)をそれぞれ示す斜視図、平
面図及び側面図である. 図において、符号(31)及び(32)は偏向電磁石(
3)を楕戒する一対の超電導の偏向コイルであり、(3
1)は上コイル、(32〉は下コイルである。なお、上
下コイル(31). (32)は高超磁力を持っている
ので、鉄心を用いない空心構造となっている.矢印m1
  m2は上下コイル(31). <32)に流れる電
流の方向、矢印nは平衡軌道(4)上の電子ビームの進
行方向を示している。
Additionally, the inside of this vacuum chamber (IO) is maintained at an ultra-high vacuum by a vacuum pump (12) to prevent charged particles from colliding with gas molecules and losing energy and shortening their lifespan. .. Next, FIGS. 21 to 23 are a perspective view, a plan view, and a side view, respectively, showing the bending electromagnet (3) in FIG. 11. In the figure, symbols (31) and (32) are bending electromagnets (
It is a pair of superconducting deflection coils that elliptically control (3).
1) is the upper coil, and (32> is the lower coil.The upper and lower coils (31) and (32) have a high supermagnetic force, so they have an air-core structure without using an iron core.Arrow m1
m2 is the upper and lower coil (31). <32), and the arrow n indicates the traveling direction of the electron beam on the equilibrium orbit (4).

また、第22図及び第23図から明らかなように、平衡
軌道(4)は、極座標Rθ(2=0)の平面上に半径ρ
。の半円と、この半円の前後につながる直線とで示され
る.ρ.ρ2は、バナナ形状の上下コイル(31), 
(32)の内側半径及び外側半径である. 次に、第20図〜第23図に示した従来の荷電粒子装置
の動作について説明する。
Furthermore, as is clear from FIGS. 22 and 23, the equilibrium orbit (4) lies on the plane of polar coordinates Rθ (2=0) with a radius ρ
. It is shown by a semicircle and a straight line connecting the front and back of this semicircle. ρ. ρ2 is a banana-shaped upper and lower coil (31),
These are the inner radius and outer radius of (32). Next, the operation of the conventional charged particle device shown in FIGS. 20 to 23 will be explained.

入射ビームライン(2)から蓄積リング(1)内に入射
された荷電粒子は、インフレクタ(11)によりパルス
的に偏向され且つキツカ(9〉により軌道がずらされる
。従って、荷電粒子は、最初は平衡軌道(4)から少し
ずれた軌道上を周回し、何回転か後に、平衡軌道(4)
上を矢印n方向に周回し続けるようになる.この平衡軌
道(4)は、偏向電磁石(3〉及び四極電磁石(6)の
配置により決定される.なお、ml,m2方向の電流に
より上下コイル(31). (32)で発生する主磁場
はーz(−y)方向となり、平衡軌道(4〉に流れる電
流は、電子ビム方向nとは逆方向となる。従って、上下
コイル(31), <32)間を通過する荷電粒子即ち
電子ビームは、フレミングの左手の法則により−Rの方
向に電磁力を受け、これにより半径ρ。の曲率で曲げら
れる.この平衡軌道(4〉の半径ρ。は以下の■式で与
えられる。
Charged particles injected into the storage ring (1) from the input beam line (2) are deflected in a pulsed manner by the inflector (11) and their trajectory is shifted by the kicker (9).Therefore, the charged particles are initially orbits on an orbit slightly deviated from the equilibrium orbit (4), and after several rotations, the equilibrium orbit (4)
It will continue to circle above in the direction of arrow n. This equilibrium trajectory (4) is determined by the arrangement of the bending electromagnet (3) and the quadrupole electromagnet (6).The main magnetic field generated in the upper and lower coils (31) and (32) by the current in the ml and m2 directions is -z (-y) direction, and the current flowing in the equilibrium orbit (4) is in the opposite direction to the electron beam direction n.Therefore, the charged particles, that is, the electron beam passing between the upper and lower coils (31), <32) receives an electromagnetic force in the direction of -R according to Fleming's left-hand rule, and is thereby bent with a curvature of radius ρ. The radius ρ of this equilibrium orbit (4〉) is given by the following equation (2).

ρ。  −P/ (e−By)      ・・・■但
し、P:電子、の運動量 e:t子の電荷 By二上下コイル(31). (32)のy軸方向にお
ける発生磁界 なお、y軸は平衡軌道(4)に関するZ軸と平行な軸で
あり、後述するX軸は平衡軌道(4)に関する極座標の
半径Rと同方向の軸である。
ρ. -P/ (e-By)... ■However, P: momentum of electron, e: charge of t-son, By two upper and lower coils (31). (32) Generated magnetic field in the y-axis direction Note that the y-axis is an axis parallel to the Z-axis regarding the equilibrium orbit (4), and the X-axis described later is an axis in the same direction as the radius R of the polar coordinates regarding the equilibrium orbit (4). It is.

一方、高周波空洞(8)は荷電粒子を加速し、六極電磁
石(7)は、偏向電磁石(3)の半径方向の磁場の不均
一さを補正したり、クロマテイシテイの補正を行う. こうして平衡軌道(4)に沿って周回する荷電粒子は、
偏向電磁石(3)の磁界により偏向を受けると、制動放
射による電磁波を放射光として、放射光ビームライン〈
5)から平衡軌道(4)の接線方向に放射する. ところで、電子ビームは平衡軌道(4〉の周囲にベータ
トロン振動をしているので、一般に、電子ビームの進行
方向nに直交する方向(主としてR方向即ちX軸方向)
に関し、中心軌道の周囲に数cll+以上の範囲に亘っ
て10−4〜10−コ程度の均一な磁界分布{良磁界領
域}が必要となる.超電導偏向コイル(31). (3
2)の磁界分布が不均一の場合、電子ビームの平衡軌道
(4)は上下コイル(31). (32)の中心からず
れるが、このずれ量が所定値より大きくなると、電子ビ
ームが真空チャンバー(10)に当たり電子ビームが失
われてしまうことになる。
On the other hand, the high frequency cavity (8) accelerates charged particles, and the sextupole electromagnet (7) corrects the non-uniformity of the magnetic field in the radial direction of the bending electromagnet (3) and corrects chromaticity. In this way, the charged particles orbiting along the equilibrium orbit (4) are
When deflected by the magnetic field of the bending electromagnet (3), the electromagnetic waves due to bremsstrahlung radiation are converted into synchrotron radiation beam line
5) in the tangential direction of the equilibrium orbit (4). By the way, since the electron beam is undergoing betatron oscillation around the equilibrium orbit (4〉), it generally oscillates in a direction perpendicular to the traveling direction n of the electron beam (mainly the R direction, that is, the X-axis direction).
Regarding this, it is necessary to have a uniform magnetic field distribution (good magnetic field region) of about 10-4 to 10-c over a range of several cll+ around the central orbit. Superconducting deflection coil (31). (3
If the magnetic field distribution in 2) is non-uniform, the equilibrium trajectory (4) of the electron beam will be the upper and lower coils (31). (32), but if this amount of deviation becomes larger than a predetermined value, the electron beam will hit the vacuum chamber (10) and be lost.

第24図は偏向電磁石(3)内の磁界nyのR(x軸)
方向分布を計算で求めた特性図であり、上下コイル(3
1),<32)の内桐半径ρ1及び外側半径ρ2がそれ
ぞれ、 ρ.=31.5.8躊m ρ ,=675.8mm 且つ上下コイル(31.),(32)間の距離が252
1の場合の、(By−Byo)/Byoの比率(%)を
示している。
Figure 24 shows the R (x-axis) of the magnetic field ny in the bending electromagnet (3).
This is a characteristic diagram obtained by calculating the directional distribution, and the upper and lower coils (3
1), <32), the inner paulownia radius ρ1 and outer radius ρ2 are respectively ρ. = 31.5.8 mm ρ , = 675.8 mm and the distance between the upper and lower coils (31.) and (32) is 252
1, the ratio (%) of (By-Byo)/Byo is shown.

但し、Byoは平衡軌道(4)の中心、すなわち、ω=
 50alI であり、■式から求まるR=ρo(x=o)  の平衡
軌道(4〉の半径位置は、 ρ o = 495 .8mm である。
However, Byo is the center of the equilibrium orbit (4), that is, ω=
50alI, and the radial position of the equilibrium orbit (4〉) of R=ρo(x=o) found from equation (2) is ρo=495.8mm.

第24図から明らかなように、磁界B,がビークとなる
位置は、θ=90゜の堝合にはR=ρ0より少し半径の
大きい位置であり、また、θ=O゜に近くなるほどピー
クの位置が内径ρ1側に近いものになってくる。すなわ
ち、電子ビームの平衡軌道(4)を定めても、平衡軌道
(4)上のビームの感じる磁界の絶対値は少なからず変
化してしまう。この原因は、上下コイル(31>,(3
2)がバナナ形状をしていることにある. また、第25図は例えば分子科学研究所のrLIVsO
Rストレージングの設計J No.UVSOR−9、1
982年12月刊行に示された荷電粒子装置のステアリ
ングマグネットの断面図である. 図において、符号(13)は鉄心であり、リターンヨー
ク(14)と磁極(15)とから形成されている.(1
6)はリターンヨーク(14)に巻回されているコイル
であり、真空チャンバー(10)を挟んで上記磁極(l
5)が配設されている。なお、この真空チャンバ−(1
0)の中を荷電粒子(17)が平衡軌道(14)上を通
過する。
As is clear from Fig. 24, the position where the magnetic field B peaks is a position with a slightly larger radius than R = ρ0 for the θ = 90° fit, and the closer it gets to θ = O°, the more the peak The position becomes closer to the inner diameter ρ1 side. That is, even if the equilibrium trajectory (4) of the electron beam is determined, the absolute value of the magnetic field felt by the beam on the equilibrium trajectory (4) will change considerably. The cause of this is the upper and lower coils (31>, (3
2) is banana-shaped. In addition, Figure 25 shows, for example, rLIVsO of the Institute of Molecular Science.
R storage design J No. UVSOR-9,1
It is a sectional view of the steering magnet of the charged particle device shown in the December 19982 publication. In the figure, the reference numeral (13) is an iron core, which is made up of a return yoke (14) and a magnetic pole (15). (1
6) is a coil wound around the return yoke (14), which connects the magnetic pole (l) with the vacuum chamber (10) in between.
5) is provided. In addition, this vacuum chamber (1
0), a charged particle (17) passes on an equilibrium orbit (14).

第26図は第25図の側面図であり、例えば、リターン
ヨーク(14)の幅寸法W,は100n+a ,コイル
(4)の幅寸法W2は300+nmの値を有している。
FIG. 26 is a side view of FIG. 25, and for example, the width W of the return yoke (14) is 100n+a, and the width W2 of the coil (4) is 300+nm.

次に、上記構戊の荷電粒子装置のステアリングマグネッ
トの動作について説明する。
Next, the operation of the steering magnet of the charged particle device having the above structure will be explained.

コイル(16)に通電すると,磁極(15)の間の空隙
部分に磁極(15)の設置方向により、水平方向かまた
は垂直方向の磁界が発生する.ステアリングマグネット
は磁極(15)間に発生させた磁界と、磁極(15)間
を通過する荷電粒子(17)の運動に基づく電流とのベ
クトル積の方向に電磁力を働かせて粒子軌道をわずかに
偏向させる. 通常、ステアリングマグネット↓よ、荷電粒子加速リン
グや荷電粒子蓄積リングなどの中で、他のll!能を有
する様々な電磁石、例えば、偏向電磁石(3)や四極電
磁石(8)などと共に用いられている。
When the coil (16) is energized, a horizontal or vertical magnetic field is generated in the gap between the magnetic poles (15) depending on the direction in which the magnetic poles (15) are installed. The steering magnet applies electromagnetic force in the direction of the vector product of the magnetic field generated between the magnetic poles (15) and the current based on the motion of the charged particles (17) passing between the magnetic poles (15), thereby slightly changing the particle trajectory. Deflect. Usually, the steering magnet↓, charged particle acceleration ring, charged particle accumulation ring, etc. are used in other ll! It is used in conjunction with various electromagnets with various functions, such as bending electromagnets (3) and quadrupole electromagnets (8).

その際、各々の電磁石は全て独立の磁界出力成分を有し
ており、各々の電磁石の荷電粒子(I7)への機能は各
独立に定まっている. [発明が解決一しようとする課題] 従来の荷電粒子装置の電磁石は、以上のように構戒され
ているので、平衡軌道上の磁界の絶対値の変化が大きく
、そのために電子ビームの平衡軌道がずれてしまうとい
う問題点があり、また、例えば荷電粒子装置である荷電
粒子加速リング又は荷電粒子蓄積リング内において荷電
粒子(17)の軌道方向にコイル(16)の幅寸法W2
のスペースを確保しなければならず、そのためにステア
リングマグネットを特に別個に設けなければならず、従
って、リングの周長が長くなり、その結果、リングが大
形になってしまうという問題点があった。従来装置は、
このような問題点を解決すべく課題を有していた。
At this time, each electromagnet has an independent magnetic field output component, and the function of each electromagnet for charged particles (I7) is determined independently. [Problem to be solved by the invention] Since the electromagnets of conventional charged particle devices are constructed as described above, the absolute value of the magnetic field on the balanced orbit changes greatly, and as a result, the balanced orbit of the electron beam For example, in a charged particle accelerator ring or a charged particle storage ring that is a charged particle device, the width dimension W2 of the coil (16) may shift in the orbital direction of the charged particle (17).
Therefore, the steering magnet must be provided separately, which increases the circumference of the ring, resulting in a large ring. Ta. The conventional device is
There was a problem to be solved in order to solve such problems.

この発明は、上記のような課題を解決するためになされ
たもので、平衡軌道上の磁界分布を平坦なものにすると
共に小形化し得る荷電粒子装置の電磁石を得ることをそ
の目的とする. [課題を解決するための手段] この発明に係る荷電粒子装置の電磁石は、その第1の発
明においては、偏向電磁石の鉄心に真空チャンバーが通
過する空孔部を形戒すると共に、その空孔部に鉄心を磁
路として荷電粒子の軌道を調整するコイルを設けたもの
であり、また、第2の発明においては、その偏向電磁石
が、バナナ形コイルのコイル主部のコイルの曲率を、コ
イル両端部の方をコイル中心部よりも大きく構成してい
るものであり、また、第3の発明においては、バナナ形
コイルを囲繞して設けられている鉄心が、その厚さ方向
に貫通して設けられている1個以上の鉄心溝を有し、こ
の鉄心溝に挿入される挿入板の挿入の有無及び挿入深さ
の調節によって、鉄心の厚さを荷電粒子の平衡軌道の位
置に応じて設定しているものである。
This invention was made to solve the above-mentioned problems, and its purpose is to obtain an electromagnet for a charged particle device that can flatten the magnetic field distribution on a balanced orbit and can be made smaller. [Means for Solving the Problems] In the electromagnet of the charged particle device according to the present invention, in the first invention, the iron core of the bending electromagnet is formed with a hole portion through which a vacuum chamber passes, and the hole portion through which the vacuum chamber passes is formed. In the second invention, the bending electromagnet adjusts the curvature of the main part of the banana-shaped coil by adjusting the curvature of the coil in the main part of the banana-shaped coil. Both end portions are configured to be larger than the center portion of the coil, and in the third invention, the iron core surrounding the banana-shaped coil extends through the banana-shaped coil in its thickness direction. The core has one or more core grooves, and the thickness of the core can be adjusted according to the position of the equilibrium trajectory of charged particles by adjusting the presence or absence and insertion depth of an insertion plate inserted into the core groove. This is what is being set.

[作 用] この発明においては、偏向電磁石の鉄心はコイルに流れ
る電流により生じる磁気の回路となり、また、偏向電磁
石は、上記のように構戒されているので、磁界のピーク
が常に偏向電磁石の中心線上にあり、従って、磁界分布
が均等になる。
[Function] In this invention, the iron core of the bending electromagnet becomes a magnetic circuit generated by the current flowing through the coil, and since the bending electromagnet is constructed as described above, the peak of the magnetic field is always at the peak of the bending electromagnet. It is on the center line, so the magnetic field distribution is even.

〔実施例] 以下、この発明をその実施例を示す図に基づいて説明す
る。なお、図中、符号(3) (4)(10) (17
)で示すものは従来装置において同一符号で示したもの
と同一又は同等のものである。
[Example] Hereinafter, the present invention will be described based on figures showing examples thereof. In addition, in the figure, symbols (3) (4) (10) (17
) are the same or equivalent to those shown with the same reference numerals in the conventional device.

第1図はこの発明の第1発明における第1の実施例を示
す偏向電磁石の斜視図である.図において、符号(21
)はリターンヨーク(22)に密着して取り付けられて
リターンヨーク(22)と共に鉄心を構戊するクランブ
板、(23)はクランブ板(21)に形成された空孔部
で、その空孔部(23)を通過するように荷電粒子(1
7)の平衡軌道(4)が存在し、レーストラック形状の
平衡軌道〈4)上を荷電粒子(17)が運動する。(2
4)は空孔部(23)の上下に設置されたステアリング
マグネットのステアリングコイルである。
FIG. 1 is a perspective view of a bending electromagnet showing a first embodiment of the first invention of the present invention. In the figure, the symbol (21
) is a clamp plate that is attached closely to the return yoke (22) and forms the iron core together with the return yoke (22), and (23) is a hole formed in the clamp plate (21); Charged particles (1
7) exists, and the charged particle (17) moves on the racetrack-shaped equilibrium trajectory (4). (2
4) is a steering coil of a steering magnet installed above and below the cavity (23).

第2図は第1図における平衡軌道(4〉を形成する面に
沿う■一汀線の断面図であり、図において(31a)(
32a)は偏向電磁石(3)の主コイルである上コイル
及び下コイルであり、荷電粒子(l7)を偏向させ平衡
軌道(4)を曲げるために、同図の紙面に垂直方向の磁
界を発生させる。(25)はリターンヨーク(22)の
一部を脹らませた端部補強部で 端部補強部{25}が
リターンヨーク{22}に追加されて、クランブ板(2
1)と接する付近の鉄心断面積が増大している. クランブ板(21)は偏向電磁石(3)の発生する磁界
が、偏向電磁石(3)に接する他の機器に対して漏れ磁
界として影響を与えないように設けるものである。クラ
ンプ板(21〉により磁気シールドされるので、これよ
り外部の平衡軌道(4)上では、偏向電磁石(3)によ
る漏れ磁界はほぼ零に等しい。
Figure 2 is a cross-sectional view of the ■ single shore line along the plane forming the equilibrium orbit (4〉) in Figure 1, and in the figure (31a) (
32a) are the upper and lower coils which are the main coils of the bending electromagnet (3), which generate a magnetic field perpendicular to the plane of the figure in order to deflect the charged particles (l7) and bend the equilibrium trajectory (4). let (25) is an end reinforcement part made by partially inflating the return yoke (22).The end reinforcement part {25} is added to the return yoke {22}, and the clamp plate (2
1) The cross-sectional area of the core near the point where it contacts is increasing. The clamp plate (21) is provided so that the magnetic field generated by the bending electromagnet (3) does not affect other equipment in contact with the bending electromagnet (3) as a leakage magnetic field. Since it is magnetically shielded by the clamp plate (21), the leakage magnetic field due to the bending electromagnet (3) is almost equal to zero on the balanced orbit (4) outside of this.

クランブ板(21)の空孔部(23)に取り付けられた
1対のステアリングコイル(24)は、平衡軌道〈4〉
により形成される平面とは垂直方向の磁界を主成分とし
て発生する。この磁界により、荷電粒子(17)は水平
方向のローレンツカを受けて微妙に偏向されてその平衡
軌道(4)を微調整される.このような機能は従来例の
ステアリングマグネッ1・と全く同一のものである.た
だし、磁気回路として必要となるリター、ンヨークは偏
向電磁石(3)の取り付けられたクランブ板(21)が
兼用しており、クランブ板(21)は磁気シールド板と
して機能を有すると同時に、ステアリングマグネットの
磁気回路であるリターンヨークとしての機能をも有する
.第3図は偏向電磁石(3)の端部付近の断面斜視図で
あり、図において、ク26)は主コイル(31a),(
32a)に通電して発生する磁場を表わす磁力線で、磁
力線〈26)の密な部分は磁場が強い領域、磁力線(2
6)の疎な部分は磁場が弱い領域を表わしている.同図
に示した磁力線(26〉の疎密は、リターンヨク(22
〉を含む非線形3次元磁界解析によって得た定量的な結
果を図式化したものである.リターンヨーク〈22)及
び端部補強部(25)の断面積はクランプ板(21〉の
断面積と比べて大きい.そのためにリターンヨーク(2
2)及び端部補強部(25〉の磁気抵抗が極めて小さく
、磁力m (28)は通り易く、磁力線〈26)の大部
分はクランプ板(21)以外の領域に集中する.すなわ
ち、クランブ板(21〉では磁場が弱いため薄いクラン
ブ板(21)でも十分な磁気シールド効果が得られる.
そのため、クランブ板(2l)が薄くでき、平衡軌道(
4)の方向のスペスは僅かでよい.その結果、平衡軌道
(4)の方向に設置される多くの機器の設置スペースを
拡大できる.逆にいえば、小形の荷電粒子装置、例えば
小形の荷電粒子加速リングや小形の荷電粒子蓄積リング
が実現できる. 3次元磁界解析に用いたモデルでは、リターンヨーク(
22)の幅寸法W.−450論1端部補強部(25)の
寸法L + . L 2= 300問に対して、クラン
ブ板(21)の幅寸法W4はリターンヨーク(22)の
幅寸法Wコの173である150mmとした。磁界解析
の結果、主コイル(31m>,(32a)の中心磁場が
435テラスの場合、クランプ板(21〉の外部への漏
れ磁界はほぼ零となり、十分な磁気シールド効果が得ら
れた.なお、上記実施例ではステアリングコイル(24
)を空孔部(23)の上下に設置したが、左右に設置し
てもよい。この場合には、クランブ板(21)と同一平
面内の水平方向の磁界を発生させる.この磁界と荷電粒
子(17)との相互作用により平衡軌道(4)は微妙に
上下にmJIされる. また、上記実施例では、ステアリングマグネットの磁界
出力が、水平又は垂直のいずれか一成分の出力を発生す
るものについて扱ったが、この第1発明の第2の実施例
を示す第4図、第5図のように、空孔部(23〉の上下
左右全ての面にステアリングコイル(24〉を取り付け
てもよい.上下のステアリングコイル(24〉が水平方
向の荷電粒子(17)に対する偏向力、左右のステアリ
ングコイル〈24)が垂直方向の荷電粒子(17)に対
する偏向力を発生させることができる. 第6図は、この第1発明の第3の実施例を示す部分側面
図、第7図は第6図の■一■線に沿う断面図であり、(
27)は四極コイル、(27a)は四極コイル(27)
に取り囲まれと突起部分が双曲線状の四極磁極であり、
四極コイル(27)と四極磁極(27m)とは、同一の
ものが各々4個ある.これら四極コイル(27)及び四
極磁極(27a)と、クランブ板(21)の四極磁極(
27m)の近傍を周回する領域とにより、荷電粒子(l
7)を集束させる四極電磁石が楕戒される. 通常、四極電磁石は、偏向電磁石など荷電粒子装置に必
要な他の電磁石とは独立して楕或される。
A pair of steering coils (24) attached to the cavity (23) of the clamp plate (21) are arranged on a balanced trajectory <4>
The plane formed by this generates a magnetic field with the main component being perpendicular to the plane. Due to this magnetic field, the charged particles (17) are subtly deflected by the horizontal Lorentz force, and their equilibrium trajectory (4) is finely adjusted. This function is exactly the same as the conventional steering magnet 1. However, the return and yoke required for the magnetic circuit are also served by the clamp plate (21) to which the deflecting electromagnet (3) is attached, and the clamp plate (21) functions as a magnetic shield plate and at the same time serves as a steering magnet. It also functions as a return yoke, which is a magnetic circuit. FIG. 3 is a cross-sectional perspective view of the vicinity of the end of the bending electromagnet (3). In the figure, 26) is the main coil (31a),
32a) is a line of magnetic force that represents the magnetic field generated by energizing the magnetic field line (26).
The sparse part in 6) represents a region where the magnetic field is weak. The density of the magnetic field lines (26) shown in the same figure is the same as the return yoke (22)
This is a graphical representation of the quantitative results obtained by nonlinear three-dimensional magnetic field analysis, including The cross-sectional area of the return yoke (22) and the end reinforcement part (25) is larger than the cross-sectional area of the clamp plate (21).
2) and the end reinforcement part (25>) have extremely low magnetic resistance, allowing the magnetic force m (28) to easily pass through, and most of the lines of magnetic force (26) concentrate in areas other than the clamp plate (21). That is, since the magnetic field is weak in the clamp plate (21), a sufficient magnetic shielding effect can be obtained even with a thin clamp plate (21).
Therefore, the clamp plate (2l) can be made thinner, and the equilibrium orbit (
The space required in the direction of 4) is small. As a result, the installation space for many devices installed in the direction of the balanced track (4) can be expanded. Conversely, small charged particle devices such as small charged particle acceleration rings and small charged particle storage rings can be realized. In the model used for three-dimensional magnetic field analysis, the return yoke (
22) Width dimension W. -450 Theory 1 Dimension L + of end reinforcement part (25). For L2=300 questions, the width W4 of the clamp plate (21) was set to 150 mm, which is 173 of the width W of the return yoke (22). As a result of magnetic field analysis, when the central magnetic field of the main coil (31m>, (32a) is 435 terraces, the leakage magnetic field to the outside of the clamp plate (21>) is almost zero, and a sufficient magnetic shielding effect is obtained. , in the above embodiment, the steering coil (24
) were installed above and below the cavity (23), but they may be installed on the left and right sides. In this case, a horizontal magnetic field is generated in the same plane as the clamp plate (21). Due to the interaction between this magnetic field and the charged particle (17), the equilibrium orbit (4) is slightly moved up and down by mJI. Further, in the above embodiment, the magnetic field output of the steering magnet generates an output of one component, either horizontal or vertical, but FIGS. As shown in Fig. 5, steering coils (24) may be attached to all the upper, lower, left, and right surfaces of the cavity (23). The left and right steering coils (24) can generate a deflection force against the charged particles (17) in the vertical direction. Fig. 6 is a partial side view showing the third embodiment of the first invention, and Fig. 7 is a cross-sectional view along line ■1■ in Figure 6, and (
27) is a quadrupole coil, (27a) is a quadrupole coil (27)
Surrounded by and the protruding part is a hyperbolic quadrupole magnetic pole,
There are four identical quadrupole coils (27) and four quadrupole magnetic poles (27m). These quadrupole coil (27) and quadrupole magnetic pole (27a), and the quadrupole magnetic pole (
27m), the charged particles (l
7) A quadrupole electromagnet that focuses is elliptical. Typically, quadrupole electromagnets are elliptical independently of other electromagnets needed in the charged particle device, such as bending electromagnets.

上記実施例によれば、偏向電磁石を構或する鉄心の一部
を利用して四極電磁石が楕戒される,また、上記第1な
いし第3の実施例では、クラン.プ板(21〉の空孔部
(23〉の側面に直接ステアリングコイル(24)、四
極コイル(27)を取り付けたが、ステアリングマグネ
ット、四極電磁石や真空チャンバー(10〉の設計上、
空孔部(23)が狭くともよい場合がある.この場合に
は、ステアリングコイル(24)、四極コイル(27〉
の取付作業などが著しく困難になったり、あるいは不可
能になったりする。
According to the above embodiment, the quadrupole electromagnet is elliptical using a part of the iron core that constitutes the bending electromagnet. The steering coil (24) and quadrupole coil (27) were attached directly to the side of the hole (23) of the pull plate (21), but due to the design of the steering magnet, quadrupole electromagnet and vacuum chamber (10),
In some cases, the cavity (23) may be narrow. In this case, the steering coil (24), the quadrupole coil (27)
Installation work becomes extremely difficult or impossible.

このような問題点を解消するための構造が第8図に示さ
れている. 図において、(Z8〉は鉄台座、(28a)はこの鉄台
座(28)の両端部に形成され鉄台座(28)の側面と
底面とのなす角を90”未満としたキーである。(29
)は鉄台座(28)上にステアリングコイル(24〉を
固定する留め部である。鉄台座(28)はキー渭(21
.a)に挿入、固定され、英9図に示すように固定部(
30)により鉄台座ク28〉がクランブ板(21)に固
定される.次に、上記実施例の組立て順序について説明
する。鉄台座(28)にステアリングコイル(24)を
固定する作業を広いスペースのもとで行なう。鉄台座(
28)はクランブ板(2l)とは独立しているので、鉄
台座(28)を取り外した状態でステアリングコイル取
付作業が可能である。ステアリングコイル(24)を取
り付けた後、鉄台座(28)の両端のキー<28a)を
キーi’l(21a)にさし込み、クランプ板〈2l)
の側面に設けた固定部(30〉により鉄台座〈28)を
固定する。鉄台座(28)の底面とクランプ板(21)
との隙間は小さく、磁気回路上の問題は全くない.次に
こい発明の第2発明をその実施例を示す第10図及び第
11図により説明する. 図において、符号(31a). (32a)は従来装置
と同様にバナナ形状に楕或された偏向電磁石の上下コイ
ルであって、それぞれの内測半径ρ1と外側半径ρ2と
を角度θの関数ρ,(θ),ρ2(θ)として、両端部
側の曲率を中心側より大きく楕戒している{I向コイル
である。
A structure for solving these problems is shown in Figure 8. In the figure, (Z8> is an iron pedestal, and (28a) is a key formed at both ends of this iron pedestal (28), with the angle between the side surface and the bottom of the iron pedestal (28) being less than 90". ( 29
) is a fastening part that fixes the steering coil (24〉) on the iron pedestal (28).The iron pedestal (28) is attached to the key arm (21).
.. a), and the fixing part (
30), the iron pedestal 28> is fixed to the clamp plate (21). Next, the assembly order of the above embodiment will be explained. The work of fixing the steering coil (24) to the iron pedestal (28) is carried out in a wide space. Iron pedestal (
28) is independent of the clamp plate (2l), so it is possible to install the steering coil with the iron pedestal (28) removed. After installing the steering coil (24), insert the keys <28a) at both ends of the iron pedestal (28) into the keys i'l (21a), and then attach the clamp plate <2l).
The iron pedestal (28) is fixed by the fixing part (30) provided on the side surface of the iron base (28). Bottom of iron pedestal (28) and clamp plate (21)
The gap between the two is small and there are no problems with the magnetic circuit. Next, the second invention will be explained with reference to FIGS. 10 and 11 showing its embodiment. In the figure, reference numeral (31a). (32a) are the upper and lower coils of the bending electromagnet which are ovalized in a banana shape as in the conventional device, and the inner radius ρ1 and the outer radius ρ2 are defined as functions of the angle θ, ρ, (θ), ρ2(θ ), the curvature of both ends is larger than that of the center; it is an I-directed coil.

すなわち、ρ1,ρ2は ρ1(θ−=0゜又は180”)〉 ρ1(θ=90”
)ρ,(θ=O゜又は180゜)〉 ρ2(θ=90゜
)の大小関係にあるように構成されている。
That is, ρ1 and ρ2 are ρ1 (θ-=0° or 180")> ρ1 (θ=90")
) ρ, (θ=O° or 180°)> ρ2 (θ=90°).

また、平衡軌道の半径ρ0は、 t としてあり、X方向の磁界分布のビ〜クの位置とρ。の
位置とを一致させている。
Moreover, the radius ρ0 of the equilibrium orbit is t, and the position of the magnetic field distribution in the X direction and ρ. The position of

この発明の荷電粒子装置の電磁石は、上記のように楕戒
されているので、上下コイル(31a) (32a)を
m1方向に通電してθ方向の磁界分布を数値計算により
求めた。この数値計算の結果を第12図に示す. 同図から明らかなように、上下コイル(31a)(32
a)の内側及び外側半径ρ.ρ2をθの関数としたため
、上下コイル(31.i)(32a)の発生する磁界の
X方向分布のピーク値は電子ビームの平衡軌道(4)と
一致している。
Since the electromagnet of the charged particle device of the present invention is elliptical as described above, the upper and lower coils (31a) (32a) were energized in the m1 direction and the magnetic field distribution in the θ direction was determined by numerical calculation. The results of this numerical calculation are shown in Figure 12. As is clear from the figure, the upper and lower coils (31a) (32
a) inner and outer radius ρ. Since ρ2 is a function of θ, the peak value of the X-direction distribution of the magnetic field generated by the upper and lower coils (31.i) (32a) coincides with the equilibrium trajectory (4) of the electron beam.

次に、この発明、の第3発明をその実施例に基づいて述
べる。
Next, the third invention of this invention will be described based on its embodiment.

偏向電磁石を形成するためにバナナ形状コイル1対以上
を用いると共に、上下コイルの曲率をその両端部と中心
部とでは異ならせることは前記したとおりであるが、偏
向電磁石には、先にも述べたように、これら上下コイル
(31a)(32a)を囲むように鉄心が取り付けられ
ることが多い。この鉄心は、上下コイル(31a) (
32a)が発生させる磁界を偏向電磁石外部に漏れるこ
とを防ぐ磁気シールド材として用いられるものである。
As mentioned above, one or more pairs of banana-shaped coils are used to form a bending electromagnet, and the curvature of the upper and lower coils is made different at both ends and the center. As described above, an iron core is often attached to surround these upper and lower coils (31a) (32a). This iron core has upper and lower coils (31a) (
32a) is used as a magnetic shielding material to prevent the magnetic field generated by the bending electromagnet from leaking to the outside of the bending electromagnet.

また、この鉄心材料は、一般的に透磁率の高いものが用
いられるので、鉄心の磁化により中心磁界が増大する。
Further, since this iron core material generally has a high magnetic permeability, the central magnetic field increases due to the magnetization of the iron core.

従って、鉄心のない場合よりも上下コイルの起磁力を減
ずることができることも、鉄心が利用される理由の一つ
である。
Therefore, one of the reasons why an iron core is used is that the magnetomotive force of the upper and lower coils can be reduced compared to a case without an iron core.

但し、鉄心をただ用いた場合にも、偏向電磁石内の磁界
分布は改善されることはない。従って、上記実施例と同
様に、磁界分布はコイル端部で乱れやすいものである。
However, even if an iron core is simply used, the magnetic field distribution within the bending electromagnet will not be improved. Therefore, similar to the above embodiment, the magnetic field distribution is likely to be disturbed at the ends of the coil.

次に第13図に示すものは、この第3発明における実施
例であって、図において、リターンヨーク(22)は高
透磁率材利により形成され、通常鉄材料で構成される。
Next, FIG. 13 shows an embodiment of the third invention, in which the return yoke (22) is made of a material with high magnetic permeability, and is usually made of iron.

また,クランブ板〈21)は平衡軌道(4)方向へ磁界
が漏れるのを防止するために、鉄材料によって構成され
ている. 次に符号(44)はリターンヨーク(22〉上に設けた
鉄心講であり、この鉄心溝(44)の中に鉄製の挿入板
(45)が挿入される。この挿入板(45)は、任意の
差込み位置にある鉄心溝(44)に挿入された後、固定
板(46)により、リターンヨーク(22)に固定され
る。
Further, the clamp plate (21) is made of iron material in order to prevent the magnetic field from leaking in the direction of the balanced orbit (4). Next, reference numeral (44) is an iron core groove provided on the return yoke (22>), and an iron insertion plate (45) is inserted into this iron core groove (44).This insertion plate (45) is After being inserted into the core groove (44) at an arbitrary insertion position, it is fixed to the return yoke (22) by the fixing plate (46).

次に、第14図〜第16図は第13図のそれぞれ、XF
−XW線、X’/− XV線、Xi−Xw線による断面
図である。
Next, Figures 14 to 16 are each of Figure 13, XF
FIG. 3 is a cross-sectional view taken along the -XW line, the X'/-XV line, and the Xi-Xw line.

これは、挿入板(45)を抜き、差しすることによって
、リターンヨーク(22)の磁気抵抗を変化させるため
である。すなわち、端部なと磁界強度を下げたい部分に
対しては、挿入板(45)を引き抜き、リタ〜ンヨーク
(2z)の磁気抵抗を大きくすればよい.第■7図に示
すよ,うに、あらかじめ、鉄製の挿入板である調整板(
47〉を組み込んでおいて、リターンヨーク(22〉を
構一或してもよい。
This is because the magnetic resistance of the return yoke (22) is changed by removing and inserting the insertion plate (45). That is, for a portion where the magnetic field strength should be lowered, such as at the end, the insertion plate (45) can be pulled out and the magnetic resistance of the return yoke (2z) can be increased. As shown in Fig.
47> may be incorporated and the return yoke (22>) may be used.

更に、第18図に示すように、差込み用の挿入板(45
)の先端を斜めに形成して、誤差磁界を減じるようにし
てもよい. 更には又、上記各実施例では、挿入板を差込み形として
いるが、第19図に示すように、当初から端部に鉄心を
設けることなく、鉄心溝である端部空間(48)として
もよく、この場合、磁界分布、特に、ρ方向分布の補正
に有効である. [発明の効果] 以上のように、この発明によれば、第1発明においては
、偏向電磁石の鉄心に真空チャンバーを通過させた空孔
部を形成すると共に2その空孔部に鉄心を磁路として荷
電粒子の軌道を調整するコイルを設けているので、別個
に設けられるステアリングコイルを必要とせず、上記偏
向電磁石の鉄心内に併設することができ、従って、磁界
調整が容易であると共に装置全体も小形化することがで
き、また、第2発明においては、1対以上のバナナ形コ
イルの両端部の曲率半径をコイル中心部の曲率半径より
も大きくし、電子ビームの平衡軌道が相対的にコイルの
内側寄りになるように構或しており、また、第3発明に
おいては、バナナ形コイルを囲繞して設けられている鉄
心が、その厚さ方向に貫通して設けられている1個以上
の鉄心溝を有し、この鉄心清に挿入される挿入板の有無
及び挿入深さの調節によって、鉄心の厚さを荷!粒子の
平衡軌道の位置に応じて設定しているので、平衡軌道上
の磁界分布が平坦なものになる荷電粒子装置の電磁石が
得られる効果を有している。
Furthermore, as shown in Fig. 18, an insertion plate (45
) may be formed at an angle to reduce the error magnetic field. Furthermore, in each of the above embodiments, the insertion plate is of an insert type, but as shown in FIG. 19, an iron core is not provided at the end from the beginning, and an end space (48) which is a core groove is used. In this case, it is effective for correcting the magnetic field distribution, especially the distribution in the ρ direction. [Effects of the Invention] As described above, according to the present invention, in the first invention, a hole is formed in the iron core of the bending electromagnet through which a vacuum chamber is passed, and a magnetic path is formed in the iron core in the hole. Since a coil for adjusting the trajectory of charged particles is provided as a coil, there is no need for a separate steering coil, and it can be installed in the iron core of the bending electromagnet. Therefore, magnetic field adjustment is easy and the entire device In addition, in the second invention, the radius of curvature at both ends of one or more pairs of banana-shaped coils is made larger than the radius of curvature at the center of the coil, so that the equilibrium trajectory of the electron beam is relatively small. Further, in the third aspect of the invention, the banana-shaped coil is surrounded by a single iron core that is provided so as to penetrate through the banana-shaped coil in its thickness direction. The thickness of the core can be adjusted by adjusting the presence or absence of an insertion plate inserted into the core groove and the insertion depth! Since it is set according to the position of the particle's equilibrium trajectory, it has the effect of providing an electromagnet for a charged particle device in which the magnetic field distribution on the equilibrium trajectory is flat.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図はこの発明の第l発明における第1の実施例によ
る荷電粒子装置の偏向電磁石を示す斜視図、第2図は第
1図の■−■線に沿う平断面図、第3図は第2図の要部
拡大斜視図、第4図はこの第1発明の第2の実施例によ
る荷電粒子装置の偏向電磁石の正面図、第5図は第4図
のV−V線に沿う断面図、第6図はこの第1発明の第3
の実施例による荷電粒子装置の四極電磁石の正面図、第
7図は第6図の■一■線に沿う断面図、第8図はこの第
1発明の第4の実施例による分解斜視図、第9図は第8
図のものの組立後の正面図、第10図はこの発明の第2
発明における実施例による偏向電磁石の平面図、第11
図は第10図の側面図、第12図は第10図に示したコ
イルの計算値による磁界分布線図、第13図はこの第2
発明の他の実施例の斜視図、第14図,第15図及び第
16図は第13図のXI−Xi線、XV−X’/線、X
!−XW線によるそれぞれの断面図、第17図,第18
図及び第19図はこの発明の第3発明の3実施例の断面
図、第20図は従来の荷電粒子装置の平面図、第21図
は第20図の偏向電磁石のコイルの斜視図、第22図は
第21図のコイルの平面図、第23図は第22図の側面
図、第24図は第23図のコイル配置に基づく数値計算
による磁界分布図、第25図は従来の荷電粒子装置のス
テアリングマグネットの一例を示す正面図、第26図は
第25図の側面図である. 図において、(3〉  ・・偏向電磁石、(4〉   
・平衡軌道、(10)・・真空チャンバー、(17)・
・荷電粒子、(2l)・・クランプ板、(22〉・・鉄
心(リターンヨーク) . <23)・・空孔部、(2
4)・・ステアリングコイル、(27)・・四極コイル
、(31aH32a)バナナ形コイル(上,下コイル)
 . (44)・ 鉄心講、(45)・・挿入板、(4
7)・・挿入板く調整板)、(48〉・・鉄心溝(端部
空間)、ρ。・・平衡軌道の半径、ρ1・・内側半径、
ρ2・・外側半径。 なお、各図中、同一符号は同一又は相当部分を示す。 代  理  人   曾  我  道  照24−ステ
アリンク゛]イル 売1図 3 凭4図 23 児5図 21 24 24 24 %6図 %7図 溶]○図 ス 31a,32a:Kプフ−taコイル(上.下]イノレ
)P2:タレ貝1口イモ %1 図 箒12図 45 栴i3図 45 弔17図 47一挿入板(調整板) 48−一鋏ノC溝(S弓子B!”E− 間)も2 図 By−By○ −893−
FIG. 1 is a perspective view showing a bending electromagnet of a charged particle device according to a first embodiment of the first invention of the present invention, FIG. 2 is a plan sectional view taken along the line ■-■ in FIG. 1, and FIG. FIG. 2 is an enlarged perspective view of the essential parts, FIG. 4 is a front view of the deflection electromagnet of the charged particle device according to the second embodiment of the first invention, and FIG. 5 is a cross section taken along line V-V in FIG. 4. Figure 6 shows the third aspect of the first invention.
7 is a sectional view taken along line 1-2 in FIG. 6, and FIG. 8 is an exploded perspective view of the fourth embodiment of the first invention. Figure 9 is the 8th
The front view after assembly of the one in the figure, FIG. 10, is the second embodiment of this invention.
Plan view of a bending electromagnet according to an embodiment of the invention, No. 11
The figure is a side view of Fig. 10, Fig. 12 is a magnetic field distribution diagram based on the calculated values of the coil shown in Fig. 10, and Fig. 13 is a diagram of this second
Perspective views of other embodiments of the invention, FIGS. 14, 15, and 16 are taken along lines XI-Xi,
! -Respective cross-sectional views taken along the XW line, Figures 17 and 18
19 are cross-sectional views of three embodiments of the third invention of the present invention, FIG. 20 is a plan view of a conventional charged particle device, FIG. 21 is a perspective view of the coil of the bending electromagnet shown in FIG. 20, and FIG. Figure 22 is a plan view of the coil in Figure 21, Figure 23 is a side view of Figure 22, Figure 24 is a magnetic field distribution diagram based on numerical calculations based on the coil arrangement in Figure 23, and Figure 25 is a conventional charged particle diagram. FIG. 26 is a front view showing an example of the steering magnet of the device, and FIG. 26 is a side view of FIG. 25. In the figure, (3>...bending electromagnet, (4>
・Equilibrium orbit, (10)・・Vacuum chamber, (17)・
・Charged particles, (2l)...clamp plate, (22>...iron core (return yoke) .<23)...hole, (2
4) Steering coil, (27) Quadrupole coil, (31aH32a) banana-shaped coil (upper and lower coils)
.. (44)・ Tetsushinko, (45)・Insert plate, (4
7)...insertion plate adjustment plate), (48>...iron core groove (end space), ρ...radius of equilibrium track, ρ1...inner radius,
ρ2...outer radius. In each figure, the same reference numerals indicate the same or equivalent parts. 24 - Steering wheel coil 1 Figure 3 4 Figure 23 5 Figure 21 24 24 24 % 6 Figure % 7 Figure 31a, 32a: K Puff-ta coil (top. Bottom] Inole) P2: Sauce shellfish 1 mouth potato % 1 Fig. 12 Fig. 45 I3 Fig. 45 Funeral 17 Fig. 47 - Insertion plate (adjustment plate) 48-C groove of one scissor (S Yuko B!”E- interval) Mo2 Figure By-By○ -893-

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)荷電粒子の通路となる真空チャンバーを挟み込む
ように設けられている1対以上のバナナ形コイルを有す
る偏向電磁石を備えている荷電粒子装置の電磁石におい
て、上記偏向電磁石の鉄心に上記真空チャンバーが貫通
する空孔部を形成していると共に、その空孔部に上記鉄
心を磁路として上記荷電粒子の軌道を調整するコイルを
設けていることを特徴とする荷電粒子装置の電磁石。
(1) In an electromagnet for a charged particle device, which is equipped with a bending electromagnet having one or more pairs of banana-shaped coils sandwiching a vacuum chamber that serves as a passage for charged particles, the iron core of the bending electromagnet is connected to the vacuum chamber. What is claimed is: 1. An electromagnet for a charged particle device, characterized in that a hole is formed through which the charged particle passes, and a coil is provided in the hole for adjusting the trajectory of the charged particles using the iron core as a magnetic path.
(2)荷電粒子の通路となる真空チャンバーを挟み込む
ように設けられている1対以上のバナナ形コイルを有す
る偏向電磁石を備えている荷電粒子装置の電磁石におい
て、上記1対以上のバナナ形コイルのコイル主部の内コ
イル及び外コイルの曲率が、それぞれ、バナナ形コイル
のコイル両端部の方をコイル中心部よりも大きく構成し
ていることを特徴とする荷電粒子装置の電磁石。
(2) In an electromagnet for a charged particle device equipped with a bending electromagnet having one or more pairs of banana-shaped coils provided to sandwich a vacuum chamber that serves as a passage for charged particles, the one or more pairs of banana-shaped coils are An electromagnet for a charged particle device, characterized in that the curvature of the inner coil and outer coil of the main coil part is larger at both ends of the banana-shaped coil than at the center of the coil.
(3)荷電粒子の通路となる真空チャンバーを挟み込む
ように設けられている1対以上のバナナ形コイルを有す
る偏向電磁石を備えている荷電粒子装置の電磁石におい
て、上記バナナ形コイルのコイルを囲繞して設けられて
いる鉄心が、その厚さ方向に貫通して設けられている1
個以上の鉄心溝を有し、この鉄心溝に挿入される挿入板
の挿入の有無及び挿入深さの調節によって、鉄心の厚さ
を荷電粒子の平衡軌道の位置に応じて設定していること
を特徴とする荷電粒子装置の電磁石。
(3) In an electromagnet of a charged particle device including a bending electromagnet having one or more pairs of banana-shaped coils provided to sandwich a vacuum chamber that serves as a passage for charged particles, the coils surrounding the banana-shaped coils are The iron core is provided through the core in the thickness direction.
The thickness of the core is set according to the position of the equilibrium trajectory of charged particles by adjusting the presence or absence and insertion depth of an insertion plate inserted into the core groove. An electromagnet for charged particle devices featuring:
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