JPH047080B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、円偏光発生装置に関し、殊に右回
り、左回りの円偏光が交互に得られる左右円偏光
発生装置に関する。

物質の円二色性測定や磁気円二色性測定では、
光源として右回り、左回りの円偏光を交互に発す
る円偏光発生装置が必要となり、また、LiF、
NaF、KF等の単結晶を介してスピン偏極電子を
作り出したい時等には、やはり光源としてこうし
た左右円偏光発生装置が必要となつてくる。

従来、こうした目的とために左右円偏光を得る
装置としては、光学素子を用いるものが主流であ
り、1/4波長板を用いる方法や、結晶の電気光学
効果を利用する方法、結晶の光弾性を利用する方
法等がこうした装置の動作原理として採用されて
きた。

然し、従来のこうした円偏光発生装置ではその
波長に短波長側で限界が有り、それは用いる光学
素子の透過波長の限界で決定されるという欠点が
あつた。

そのため、最も透過波長の短い弗化カルシウム
を用いても、1300Åより短い波長の円偏光はこれ
を作り出すことができなかつた。

これに対して、原理的には波長限界のない装置
として、高速電子の軌道上に二重螺旋コイルを配
したヘリカルウイグラと呼ばれる装置もあつた
が、この従来装置では、予め定めた右回り、左回
りのいづれか一方の円偏光しか得られなかつた。

本発明はこの点に鑑て成されたもので、周期
的、且つ交互に、連続して左右の円偏光を得るこ
とができ、極めて高い周波数まで使用可能な左右
円偏光発生装置の提供をその目的としたものであ
る。

本発明の左右円偏光発生装置を先ず概説すれ
ば、高速電子を蓄積する電子蓄積リングの直線部
分等、リング状真空路の一部分の周囲に、高速電
子ビームの進行方向に沿つて、互いに逆巻きの一
対の二重螺旋コイルを順次配すると共に、この二
重螺旋コイルを構成する往路コイルと復路コイル
にそれぞれ逆向きの大電流を供給し、かつこの一
対の二重螺旋コイルに対して交互にこれらの電流
を与えることができる電源を備えたものである。
そのため、この一対の二重螺旋コイルに電源から
交互に、具つ周期的に大電流を供給することによ
り、これ等のコイル中を通過する高速電子ビーム
から容易に右回り、左回りの円偏光を交互に、周
期的に、連続して発生させることができるように
なる。

以下、図示の本発明実施例に就き説明する。

先ず、本発明装置中の公知の部分としての電子
蓄積リングに就き述べると、電子蓄積リングは、
偏向電磁石５、電子にエネルギを与えるRF加速
空胴６、電子の走るリング状の真空路７、外部か
らの電子入射のために必要なインフレクタ８、そ
してパータベータ９等から成つている。

このような電子蓄積リングに対して、本発明の
この実施例ではそのリング状真空路７の一部、一
般にリングの直線部分１の周囲に、リング周方
向、即ち電子ビームの進行方向乃至軸方向に沿つ
て、二つの二重螺旋コイル２，３を順に配してい
る。そして、特にこの実施例ではこの二重螺旋コ
イルには超伝導コイルを用いることを想定してい
る。従つて、使用に際しては、この一対の二重螺
旋コイル２，３は極低温にまで冷却される。各二
重螺旋コイル２，３が超伝導コイルであると、当
該コイルには電源４から極めて大きな電流を損失
少なく流すことができる。

次に、二重螺旋コイル２，３に就き第２図を参
照して説明する。

リングの直線部分１中の電子ビームの軌道を模
式的に軌道Tebで示すとすると、各二重螺旋コイ
ル２，３は、夫々、往路２ａ，３ａと復路２ｂ，
３ｂとから成つていて、往路、復路で電流の向き
が逆になつていることや巻ピツチは同じである
が、互いには逆巻きとなつている。即ち、二重螺
旋コイル２が往路、復路を一緒にして右巻である
とするならば、二重螺旋コイル３は左巻となつて
いる。そして、電源４からはこれら両二重螺旋コ
イルに交互に電流を供給する。

ここで、一つの二重螺旋コイルに代表させてそ
の動作を説明すると、二重螺旋コイルの往路、復
路への上述の態様での逆方向電流の印加により、
電子ビームの軸Teb上では、磁場の軸方向成分は
零になり、横方向成分は螺旋状に回転する。この
ようなコイルの軸Tebに沿つて高速で電子を走ら
せると、ローレンツ力によつて電子も螺旋状を描
いて進む。そのために、この高速電子から軸方向
前方に光が放出され、第１図中に示すように、ビ
ーム出力口１０からこの光を取出すことができ
る。また、この軸方向光は、コイルの巻方が右巻
ならば左回り円偏光が、左巻ならば右回り円偏光
が得られる。従つて、両者を併せ持ち、これ等が
交互に稼動する本発明の装置では当該出力口１０
から左右円偏光に得られる。

コイルの巻数が多いと強く干渉して特定の波長
に強度が集中する。勿論、コイルに流す電流が大
きい程、大きな強度の光が得られる。上述のよう
に二重螺旋コイルに超伝導コイルを利用すること
は特にこの点で有利である。また、干渉を起こす
波長は高速電子のエネルギを変えることにより連
続的に変化させることができる。

こうしたメカニズムから顕かな通り、二重螺旋
コイルを一対用いた本実施例の左右円偏光発生装
置では、電源４から交互に、周期的に各二重螺旋
コイルに大電流を供給することにより、交互に、
周期的に、連続して広い波長範囲に亘り強度の強
い左右円偏光を得ることができる。

勿論、電源４において、一方の二重螺旋コイル
から他方の二重螺旋コイルへの電流の切替周期を
可変すれば、左右円偏光の繰返し周期は容易に変
えることができる。

このような本発明装置に応用すれば、赤外線か
ら軟Ｘ線に及ぶ広い波長範囲に亘つて物質の円二
色性測定、磁気円二色性測定が可能となり、ま
た、既述のスピン偏極電子の生成にも寄与できる
外、いづれにしても従来例に比し様々な意味で応
用範囲の広い、自由度の高い信頼性ある左右円偏
光発生装置を得ることができる。また、既存の電
子蓄積リングに対する最小の改造で足りると言う
ことも実際的に大きな効果の一つとなる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の概略構成図、第２
図は本発明で用いる一対の二重螺旋コイルの説明
図、である。図中、１はリング状の真空路の直線
部分、２，３は二重螺旋コイル、４は二重螺旋コ
イルを構成する往路コイルと復路コイルに逆向き
の大電流を供給し、かつ２つの二重螺旋コイルへ
交互に周期的に上記の電流を与えることができる
電源、５は偏向電磁石、６は電子にエネルギを与
えるRF加速空胴、７は電子の走るリング状の真
空路、８は外部からの電子入射のために必要なイ
ンフレクタ、９はパータベータ、１０は左右円偏
光ビーム出力口、である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 電子蓄積リングのリング状真空路の周方向の
   一部分に該リング状真空路中の電子ビームの軸方
   向に沿つて配された一対の互いに逆巻の二重螺旋
   コイルと、この二重螺旋コイルを構成する往路コ
   イルと復路コイルにそれぞれ逆向きの電流を供給
   し、かつ該一対の二重螺旋コイルに交互に周期的
   にこれらの電流を与えることができる電源と、か
   らなることを特徴とする左右円偏光発生装置。