JPH04130300A - 放射光源 - Google Patents
放射光源Info
- Publication number
- JPH04130300A JPH04130300A JP25102990A JP25102990A JPH04130300A JP H04130300 A JPH04130300 A JP H04130300A JP 25102990 A JP25102990 A JP 25102990A JP 25102990 A JP25102990 A JP 25102990A JP H04130300 A JPH04130300 A JP H04130300A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- electron beam
- temperature superconductor
- superconductor
- deflection
- electromagnetic wave
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 230000005855 radiation Effects 0.000 title claims abstract description 4
- 239000002887 superconductor Substances 0.000 claims abstract description 40
- 238000010894 electron beam technology Methods 0.000 claims abstract description 25
- 239000003574 free electron Substances 0.000 claims abstract description 8
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 6
- 230000005469 synchrotron radiation Effects 0.000 claims abstract description 5
- 230000000694 effects Effects 0.000 claims description 6
- 230000000644 propagated effect Effects 0.000 abstract description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 7
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052797 bismuth Inorganic materials 0.000 description 2
- JCXGWMGPZLAOME-UHFFFAOYSA-N bismuth atom Chemical compound [Bi] JCXGWMGPZLAOME-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 2
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 description 2
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 1
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 1
- 230000004323 axial length Effects 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 231100000252 nontoxic Toxicity 0.000 description 1
- 230000003000 nontoxic effect Effects 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 229910052716 thallium Inorganic materials 0.000 description 1
- BKVIYDNLLOSFOA-UHFFFAOYSA-N thallium Chemical compound [Tl] BKVIYDNLLOSFOA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052727 yttrium Inorganic materials 0.000 description 1
- VWQVUPCCIRVNHF-UHFFFAOYSA-N yttrium atom Chemical compound [Y] VWQVUPCCIRVNHF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Landscapes
- Particle Accelerators (AREA)
- Lasers (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、高温超伝導体を用いた放射光源に関する。
［従来の技術］
自由電子レーザーは、電子ビームを蛇行させるために、
永久磁石から成るアンジュレータ−を用いる場合が多い
。
永久磁石から成るアンジュレータ−を用いる場合が多い
。
従来のアンジュレータ−の基本構造（第４図）では、極
性の異なる永久磁石１を交互に配置して生ずる縦磁場２
によって、電子ビーム３を蛇行させている。電子ビーム
は偏向を受ける毎に電磁波４をＺ軸方向に放射する。Ｚ
軸と角度θをなす方向に放射される電磁波の第ｎ次高調
波の波長λｎは、次式によって与えられる（北村英男：
日本物理学会誌、 Ｖｏｌ、４４ （１９８９）ｐｐ
、５７４−５８０） 。
性の異なる永久磁石１を交互に配置して生ずる縦磁場２
によって、電子ビーム３を蛇行させている。電子ビーム
は偏向を受ける毎に電磁波４をＺ軸方向に放射する。Ｚ
軸と角度θをなす方向に放射される電磁波の第ｎ次高調
波の波長λｎは、次式によって与えられる（北村英男：
日本物理学会誌、 Ｖｏｌ、４４ （１９８９）ｐｐ
、５７４−５８０） 。
二こで、γ（）ｌ）は電子ビームのエネルギーには偏向
定数で、Ｋ＝φ、 ７ ＝９３．４Ｘ Ｂ、λＵ。
定数で、Ｋ＝φ、 ７ ＝９３．４Ｘ Ｂ、λＵ。
Ｂ、は磁場強度、φ、およびλＵは第５図に示すような
蛇行角度およびアンジュレータ−の−周期長である。
蛇行角度およびアンジュレータ−の−周期長である。
［発明が解決しようとする課題］
しかし、強力な永久磁石は重く、高価であり、構成する
際に機械的強度も高いことが要求される。
際に機械的強度も高いことが要求される。
本発明は、これらの諸問題を解決するものである。
［課運を解決するための手段］
本発明は、アンジュレータ−として永久磁石の代わりに
高温超伝導体を使用するものであり、高温超伝導体を用
いて電子ビームを偏向し電磁波を発生することを特徴と
する放射光源である。
高温超伝導体を使用するものであり、高温超伝導体を用
いて電子ビームを偏向し電磁波を発生することを特徴と
する放射光源である。
本発明において、高温超伝導体の少なくとも一部の表面
に凹凸の形状を設けて、電子ビームを一回以上局期的に
蛇行させることができる。
に凹凸の形状を設けて、電子ビームを一回以上局期的に
蛇行させることができる。
また、複数回の電子ビームの蛇行の際に、放射された電
磁波を重畳してレーザー作用を持たせて自由電子レーザ
ーとすることができる。
磁波を重畳してレーザー作用を持たせて自由電子レーザ
ーとすることができる。
［実施例］
以下本発明を実施例に基づき説明する。
第１図（ａ）または（ｂ）に示すように凹凸面を有する
高温超伝導体を対向配置して、その間隔７の中心線近傍
に電子ビームを伝搬させるか、あるいは、第１図（ｃ）
のように、平面超伝導体６と凹凸超伝導体５とを組み合
わせる。
高温超伝導体を対向配置して、その間隔７の中心線近傍
に電子ビームを伝搬させるか、あるいは、第１図（ｃ）
のように、平面超伝導体６と凹凸超伝導体５とを組み合
わせる。
第１図の偏向法において、超伝導体の軸長として半周期
の長さを採用すれば、放射電磁波は一回限り放射される
ので、シンクロトロン放射光源と同等の働きをなす。
の長さを採用すれば、放射電磁波は一回限り放射される
ので、シンクロトロン放射光源と同等の働きをなす。
第１図の偏向法を多数回繰り返すことによって、自由電
子レーザーを実現できる。自由電子レーザー動作におい
ては、電子ビームの運動エネルギーは、電子の進行に伴
って放射電磁波へとエネルギー変換されるために、徐々
に低減する。従って、その減少による影響を補完するた
めに、超伝導体の凹凸の周期長（アンジュレータ−の周
期長）と超伝導体の対向間隔７とをＺ軸方向の進行に伴
って変化させると、より良い自由電子レーザー動作を期
待できる。
子レーザーを実現できる。自由電子レーザー動作におい
ては、電子ビームの運動エネルギーは、電子の進行に伴
って放射電磁波へとエネルギー変換されるために、徐々
に低減する。従って、その減少による影響を補完するた
めに、超伝導体の凹凸の周期長（アンジュレータ−の周
期長）と超伝導体の対向間隔７とをＺ軸方向の進行に伴
って変化させると、より良い自由電子レーザー動作を期
待できる。
本発明で使用する高温超伝導体としては、高周波特性に
優れているバルク超伝導体が適している。
優れているバルク超伝導体が適している。
また、超伝導体はすべてが一体成形されている必要はな
く、複数個の超伝導体を導電性接着剤によって一体化し
たものでもよい。また、第２図のように、巨視的には相
互に分離している超伝導体５を電気的良導体８によって
互いに緊結すれば、同様の機能を得る。
く、複数個の超伝導体を導電性接着剤によって一体化し
たものでもよい。また、第２図のように、巨視的には相
互に分離している超伝導体５を電気的良導体８によって
互いに緊結すれば、同様の機能を得る。
現在、使用可能な高温超伝導体として、イツトリウム系
、ビスマス系、そしてタリウム系の３種類ある。その中
で、無毒で強耐水性を有するビスマス系超伝導体（臨界
温度約１０５Ｋ）が最も使い易い、高温超伝導体は液体
窒素で冷却することが多く、その際に超伝導体の壁の厚
さが冷却効果に大きい影響を及ぼす、従って、使用バル
ク超伝導体は可能な限り薄い形状にすることが望ましい
。
、ビスマス系、そしてタリウム系の３種類ある。その中
で、無毒で強耐水性を有するビスマス系超伝導体（臨界
温度約１０５Ｋ）が最も使い易い、高温超伝導体は液体
窒素で冷却することが多く、その際に超伝導体の壁の厚
さが冷却効果に大きい影響を及ぼす、従って、使用バル
ク超伝導体は可能な限り薄い形状にすることが望ましい
。
円筒状超伝導体は、荷電粒子ビーム用レンズとして機能
することがすでに実証されている（ｔｌ、Ｍａｔｓｕｚ
ａｗａ ｅｔ ａｌ ： Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ａｐ
ｐｌｉｅｄＰｈｙｓｉｃｓ、 Ｖｏｌ、６５ （１９８
９） ｐｐ、２５９６−２６０３゜Ｈ，Ｍａｔｓｕｚａ
ｗａ ｅｔ ａｌ ： Ｊａｐａｎｅｓｅ Ｊｏｕｒｎ
ａｌ ｏｆＡｐｐｌｉｅｄ Ｐｈｙｓｉｃｓ、 Ｖｏｌ
、２８ （１９８９） ｐｐ、Ｌ７１７−Ｌ７１９゜Ｈ
，Ｍａｔｓｕｚａｗａ ｅｔ ａｌ ： Ｊａｐａｎｅ
ｓｅ Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆＡｐｐｌｉｅｄ Ｐｈｙｓ
ｉｃｓ、 Ｖｏｌ、２９ （１９９０） ｐｐ、７８５
−７９１゜Ｙ、ＩｓｈｉｂａｓＭ ｅｔ ａｌ ： Ｊ
ａｐａｎｅｓｅ Ｊｐｕｒｎａｌ ｏｆＡｐｐｌｉｅｄ
Ｐｈｙｓｉｃｓ、 Ｖｏｌ、２９ （１９９０） ｐ
ｐ、Ｌ１１２０−Ｌ１１２３）。
することがすでに実証されている（ｔｌ、Ｍａｔｓｕｚ
ａｗａ ｅｔ ａｌ ： Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ａｐ
ｐｌｉｅｄＰｈｙｓｉｃｓ、 Ｖｏｌ、６５ （１９８
９） ｐｐ、２５９６−２６０３゜Ｈ，Ｍａｔｓｕｚａ
ｗａ ｅｔ ａｌ ： Ｊａｐａｎｅｓｅ Ｊｏｕｒｎ
ａｌ ｏｆＡｐｐｌｉｅｄ Ｐｈｙｓｉｃｓ、 Ｖｏｌ
、２８ （１９８９） ｐｐ、Ｌ７１７−Ｌ７１９゜Ｈ
，Ｍａｔｓｕｚａｗａ ｅｔ ａｌ ： Ｊａｐａｎｅ
ｓｅ Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆＡｐｐｌｉｅｄ Ｐｈｙｓ
ｉｃｓ、 Ｖｏｌ、２９ （１９９０） ｐｐ、７８５
−７９１゜Ｙ、ＩｓｈｉｂａｓＭ ｅｔ ａｌ ： Ｊ
ａｐａｎｅｓｅ Ｊｐｕｒｎａｌ ｏｆＡｐｐｌｉｅｄ
Ｐｈｙｓｉｃｓ、 Ｖｏｌ、２９ （１９９０） ｐ
ｐ、Ｌ１１２０−Ｌ１１２３）。
において、紙面に平行な平面もしくは湾曲した面を有す
る超伝導体側壁９を電子ビームの進路の両側に配置すれ
ば（第３図参照）、本発明装置のレンズ効果は更に高く
なる。
る超伝導体側壁９を電子ビームの進路の両側に配置すれ
ば（第３図参照）、本発明装置のレンズ効果は更に高く
なる。
第１図は本発明の偏向用高温超伝導体による電子ビーム
偏向法の実施例、第２図は分割された偏向用高温超伝導
体の実施例、第３図は電子ビーム偏向用高温超伝導体の
側面を平面もしくは湾曲高温超伝導体で囲み、電子ビー
ム集束効果を高めた実施例を示す図、第４図は永久磁石
製アンジュレータ−によって電子ビームを蛇行させる、
従来の自由電子レーザーの原理図、第５図は蛇行する電
子ビームの物理量を定義する図である。 １・・・永久磁石、２・・・磁力線、３・・・電子ビー
ム、４・・・放射光、５・・・電子ビーム偏向用凹凸形
高温超伝導体、６・・・電子ビーム偏向用事面形高温超
伝導体、７・・・偏向用高温超伝導体の間隔、８・・・
分割された偏向用高温超伝導体を緊結する電気的良導体
、９・・・高温第 図 （ａ） （ｂ） 第 図 （Ｑ） （ｂ） 第 図 第 図
偏向法の実施例、第２図は分割された偏向用高温超伝導
体の実施例、第３図は電子ビーム偏向用高温超伝導体の
側面を平面もしくは湾曲高温超伝導体で囲み、電子ビー
ム集束効果を高めた実施例を示す図、第４図は永久磁石
製アンジュレータ−によって電子ビームを蛇行させる、
従来の自由電子レーザーの原理図、第５図は蛇行する電
子ビームの物理量を定義する図である。 １・・・永久磁石、２・・・磁力線、３・・・電子ビー
ム、４・・・放射光、５・・・電子ビーム偏向用凹凸形
高温超伝導体、６・・・電子ビーム偏向用事面形高温超
伝導体、７・・・偏向用高温超伝導体の間隔、８・・・
分割された偏向用高温超伝導体を緊結する電気的良導体
、９・・・高温第 図 （ａ） （ｂ） 第 図 （Ｑ） （ｂ） 第 図 第 図
Claims (3)
- （１）高温超伝導体を用いて電子ビームを偏向し電磁波
を発生することを特徴とする放射光源。 - （２）高温超伝導体の少なくとも一部の表面に凹凸の形
状を設けて、電子ビームを一回以上周期的に蛇行させる
ことを特徴とする請求項（１）に記載の放射光源。 - （３）複数回の電子ビームの蛇行の際に、放射された電
磁波を重畳してレーザー作用を持たせて自由電子レーザ
ーとすることを特徴とする請求項（１）または（２）に
記載の放射光源。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25102990A JPH04130300A (ja) | 1990-09-20 | 1990-09-20 | 放射光源 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25102990A JPH04130300A (ja) | 1990-09-20 | 1990-09-20 | 放射光源 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04130300A true JPH04130300A (ja) | 1992-05-01 |
Family
ID=17216557
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP25102990A Pending JPH04130300A (ja) | 1990-09-20 | 1990-09-20 | 放射光源 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04130300A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006228500A (ja) * | 2005-02-16 | 2006-08-31 | Institute Of Physical & Chemical Research | 磁場発生方法および磁場発生装置 |
| WO2013112226A2 (en) * | 2011-11-11 | 2013-08-01 | The Regents Of The University Of California | Surface-micromachined micro-magnetic undulator |
-
1990
- 1990-09-20 JP JP25102990A patent/JPH04130300A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006228500A (ja) * | 2005-02-16 | 2006-08-31 | Institute Of Physical & Chemical Research | 磁場発生方法および磁場発生装置 |
| WO2013112226A2 (en) * | 2011-11-11 | 2013-08-01 | The Regents Of The University Of California | Surface-micromachined micro-magnetic undulator |
| WO2013112226A3 (en) * | 2011-11-11 | 2013-11-07 | The Regents Of The University Of California | Surface-micromachined micro-magnetic undulator |
| US9247630B2 (en) | 2011-11-11 | 2016-01-26 | The Regents Of The University Of California | Surface-micromachined micro-magnetic undulator |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5187409A (en) | Gyrotron having a quasi-optical mode converter | |
| Ogura et al. | Normal modes and slow-wave instabilities in oversized coaxial slow-wave structure with rectangular corrugations | |
| JPH04130300A (ja) | 放射光源 | |
| CN102801101B (zh) | 一种石墨烯发光器、使用所述石墨烯发光器的散热装置以及光传输网络节点 | |
| JP2859812B2 (ja) | 電子レンジ | |
| US4410833A (en) | Solid state magnetron | |
| JP2005505112A (ja) | 仮想陰極マイクロ波発生器 | |
| US3267383A (en) | Particle accelerator utilizing coherent light | |
| US3305751A (en) | Traveling wave device | |
| US2197338A (en) | Electromagnetic microwave system | |
| CN115275754A (zh) | 自由电子激光器和微型波荡器 | |
| Razeghi et al. | Modified peniotron using a TE11 rectangular waveguide cavity | |
| US2866917A (en) | Electromagnetic wave generator | |
| JP4056448B2 (ja) | 複数ビーム同時加速空洞 | |
| Gupta et al. | Millimeter-wave Huygens’ metasurfaces based on all-dielectric resonators for antenna beam-forming | |
| Ludwig et al. | Focusing and steering for medical applications with magnetic near-field arrays and metasurfaces | |
| US10403980B2 (en) | Polarization current antennas that generate superluminal polarization current waves having acceleration and related methods of exciting such antennas | |
| JP2794534B2 (ja) | アンジュレータおよび自由電子レーザー装置 | |
| Ogura et al. | Analysis on field lines and Poynting vectors in corrugated wall waveguides | |
| WO2010146628A1 (ja) | 挿入光源 | |
| Palmer et al. | Preliminary results on open accelerating structures | |
| JPH06140195A (ja) | アンジュレータ | |
| SU786675A1 (ru) | Магнитна система | |
| JP2971179B2 (ja) | ウィグラー磁石 | |
| Kim et al. | Enhanced radiation using Cerenkov effect in Fano metamerical |