JPH0572397A - 低エネルギー荷電粒子ビームチヨツピング装置 - Google Patents
低エネルギー荷電粒子ビームチヨツピング装置Info
- Publication number
- JPH0572397A JPH0572397A JP3261095A JP26109591A JPH0572397A JP H0572397 A JPH0572397 A JP H0572397A JP 3261095 A JP3261095 A JP 3261095A JP 26109591 A JP26109591 A JP 26109591A JP H0572397 A JPH0572397 A JP H0572397A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- electrode
- chopping
- charged particle
- particle beam
- chopping device
- Prior art date
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- Granted
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- 239000002245 particle Substances 0.000 title claims abstract description 26
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 7
- 238000005421 electrostatic potential Methods 0.000 description 5
- 239000011800 void material Substances 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
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- Particle Accelerators (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【構成】 荷電粒子の通過できる多数の空隙を持つ入口
電極３と出口電極４の間に、荷電粒子の通過できる多数
の空隙を持つ１又は２以上の中間電極２を配置し、且つ
上記空隙の大きさｄm をそれぞれの電極の間隔ｄg ，ｄ
g ´，…に比べて小さくするとともに、上記中間電極に
時間的に変化する電位をかけてチョッピングする低エネ
ルギー荷電粒子ビームチョッピング装置。 【効果】 この発明によればビーム径やチョッピング周
波数の制限なしに、連続的な低エネルギー荷電粒子ビー
ムをチョッピングすることができる。
電極３と出口電極４の間に、荷電粒子の通過できる多数
の空隙を持つ１又は２以上の中間電極２を配置し、且つ
上記空隙の大きさｄm をそれぞれの電極の間隔ｄg ，ｄ
g ´，…に比べて小さくするとともに、上記中間電極に
時間的に変化する電位をかけてチョッピングする低エネ
ルギー荷電粒子ビームチョッピング装置。 【効果】 この発明によればビーム径やチョッピング周
波数の制限なしに、連続的な低エネルギー荷電粒子ビー
ムをチョッピングすることができる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、例えば荷電粒子ビー
ムを用いた測定装置において時間的に連続した０〜数Ke
V 程度の低エネルギーの荷電粒子ビームを数ナノ秒以下
の高速でチョッピングする装置に関するものである。
ムを用いた測定装置において時間的に連続した０〜数Ke
V 程度の低エネルギーの荷電粒子ビームを数ナノ秒以下
の高速でチョッピングする装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、数ナノ秒以下の高速のチョッピン
グ装置としては、図３に示すように荷電粒子の通過でき
る入口スリット６と出口スリット７の間に一対の偏向電
極８，８を配置したチョッピング装置が知られている。
グ装置としては、図３に示すように荷電粒子の通過でき
る入口スリット６と出口スリット７の間に一対の偏向電
極８，８を配置したチョッピング装置が知られている。
【０００３】このチョッピング装置は一対の偏向電極間
８，８に高周波の電界をかけることにより、入口スリッ
ト６を通過した連続荷電粒子ビーム１を偏向させて不要
なビームを出口スリット７で遮断し、必要なビームのみ
出口スリット７を通過させてビームを断続してパルス化
する。
８，８に高周波の電界をかけることにより、入口スリッ
ト６を通過した連続荷電粒子ビーム１を偏向させて不要
なビームを出口スリット７で遮断し、必要なビームのみ
出口スリット７を通過させてビームを断続してパルス化
する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかし、このチョッピ
ング装置ではビームの進行方向にビーム輸送用の磁場が
かけられている場合、エネルギーが低い荷電粒子は磁場
中でサイクロトロン運動し、この運動の半径によりチョ
ッピング装置によってチョッピングできるビーム径が制
限されるという問題がある。
ング装置ではビームの進行方向にビーム輸送用の磁場が
かけられている場合、エネルギーが低い荷電粒子は磁場
中でサイクロトロン運動し、この運動の半径によりチョ
ッピング装置によってチョッピングできるビーム径が制
限されるという問題がある。
【０００５】更に、この運動のサイクロトロン周波数に
より、チョッピングの周波数も制限され、周波数の変更
が難しい。
より、チョッピングの周波数も制限され、周波数の変更
が難しい。
【０００６】
【課題を解決するための手段】以上の課題を解決するた
め、この発明では荷電粒子の通過できる多数の空隙を持
つ入口電極と出口電極の間に、荷電粒子の通過できる多
数の空隙を持つ１又は２以上の中間電極を配置し、且つ
上記空隙の大きさをそれぞれの電極の間隔に比べて小さ
くするとともに、上記中間電極に時間的に変化する電位
をかけてチョッピングするようにした低エネルギー荷電
粒子ビームチョッピング装置を提案するものである。
め、この発明では荷電粒子の通過できる多数の空隙を持
つ入口電極と出口電極の間に、荷電粒子の通過できる多
数の空隙を持つ１又は２以上の中間電極を配置し、且つ
上記空隙の大きさをそれぞれの電極の間隔に比べて小さ
くするとともに、上記中間電極に時間的に変化する電位
をかけてチョッピングするようにした低エネルギー荷電
粒子ビームチョッピング装置を提案するものである。
【０００７】ここで、荷電粒子とは、電子、イオン、陽
電子、反陽子、ミュー中間子、分子、クラスターなど正
または負の電荷をもつ粒子である。
電子、反陽子、ミュー中間子、分子、クラスターなど正
または負の電荷をもつ粒子である。
【０００８】多数の空隙を持つ入口電極、出口電極、中
間電極等としては、導電性の薄板に荷電粒子の通過でき
る程度の穴を多数設けた電極、導電性の細線により形成
した網目状またはすだれ状の電極等を使用することがで
きる。
間電極等としては、導電性の薄板に荷電粒子の通過でき
る程度の穴を多数設けた電極、導電性の細線により形成
した網目状またはすだれ状の電極等を使用することがで
きる。
【０００９】これらの電極は、電極に開ける空隙の大き
さｄm は電極間の間隔ｄg ，ｄg ´，…より充分に小さ
くなるようにする。また、電極間の間隔ｄg ，ｄg ´，
…は小さい方がビームのモジュレーションが少ない。
さｄm は電極間の間隔ｄg ，ｄg ´，…より充分に小さ
くなるようにする。また、電極間の間隔ｄg ，ｄg ´，
…は小さい方がビームのモジュレーションが少ない。
【００１０】
【作用】以上のチョッピング装置において、入口と出口
電極には荷電粒子ビームのエネルギー（Ｅ0 ）より低い
静電位（荷電粒子の電荷が正の時、Ｅ0 〉Ｖ2 ，Ｖ3 ，
荷電粒子の電荷が負の時、Ｅ0 〉−Ｖ2 ，−Ｖ3 ）をか
け、中間電極には時間的に変化する電位をかけ、電極間
の電界によってビームを断続することにより連続的なビ
ームをチョッピングする。
電極には荷電粒子ビームのエネルギー（Ｅ0 ）より低い
静電位（荷電粒子の電荷が正の時、Ｅ0 〉Ｖ2 ，Ｖ3 ，
荷電粒子の電荷が負の時、Ｅ0 〉−Ｖ2 ，−Ｖ3 ）をか
け、中間電極には時間的に変化する電位をかけ、電極間
の電界によってビームを断続することにより連続的なビ
ームをチョッピングする。
【００１１】以上のようにしてチョッピングすると、荷
電粒子ビームのエネルギーが中間電極の電位よりも低い
時はビームは入口電極と中間電極の間の電界で反射さ
れ、ビームのエネルギーが中間電極の電位よりも高い時
はビームは出口電極を通過する。
電粒子ビームのエネルギーが中間電極の電位よりも低い
時はビームは入口電極と中間電極の間の電界で反射さ
れ、ビームのエネルギーが中間電極の電位よりも高い時
はビームは出口電極を通過する。
【００１２】この場合、入口電極と出口電極には静電位
がかけられているため、このチョッピング装置の外では
ビームがチョッピング装置によって受けるエネルギーの
モジュレーションは非常に少ない。
がかけられているため、このチョッピング装置の外では
ビームがチョッピング装置によって受けるエネルギーの
モジュレーションは非常に少ない。
【００１３】このチョッピング装置では電極間の間隔及
び空隙の大きさを充分に狭くすることにより、ナノ秒程
度以下の高速でビームの断続ができる。
び空隙の大きさを充分に狭くすることにより、ナノ秒程
度以下の高速でビームの断続ができる。
【００１４】
【実施例】以下、この発明を図示の実施例に基づいて詳
細に説明する。図１は、この発明の一実施例であって、
エネルギーＥ0 の正の電荷を持つ陽電子ビーム１（陽電
子の質量：ｍ）をｔw 秒程度のパルスビームにするチョ
ッピング装置の概略を示すものである。
細に説明する。図１は、この発明の一実施例であって、
エネルギーＥ0 の正の電荷を持つ陽電子ビーム１（陽電
子の質量：ｍ）をｔw 秒程度のパルスビームにするチョ
ッピング装置の概略を示すものである。
【００１５】ここで、２、３、４はメッシュ状電極で構
成される中間電極、入口電極、出口電極であり、これら
の電極間の間隔ｄg ，ｄg ´はエネルギーＥ0 のビーム
がｔw の時間に飛行する距離ｔw (2m/E0)1/2より充分に
小さくする。
成される中間電極、入口電極、出口電極であり、これら
の電極間の間隔ｄg ，ｄg ´はエネルギーＥ0 のビーム
がｔw の時間に飛行する距離ｔw (2m/E0)1/2より充分に
小さくする。
【００１６】更に、電極２，３，４のメッシュの空隙の
大きさｄm は電極間の間隔ｄg ，ｄg ´より充分に小さ
くし、この実施例ではｄm はｄg ，ｄg ´の５乃至10分
の1 以下であることが望ましい。
大きさｄm は電極間の間隔ｄg ，ｄg ´より充分に小さ
くし、この実施例ではｄm はｄg ，ｄg ´の５乃至10分
の1 以下であることが望ましい。
【００１７】以上の構成において、エネルギーＥ0 の陽
電子ビーム１はガイディングのための磁界を進行方向に
かけてチョッピング装置に入射する。
電子ビーム１はガイディングのための磁界を進行方向に
かけてチョッピング装置に入射する。
【００１８】ここで、入口電極３と出口電極４には荷電
粒子ビーム１のエネルギーより低い静電位Ｖ2 ，Ｖ3 を
かけ、中間電極２には図２に示すような時間的に変化す
る電位Ｖ1(t)をかける。
粒子ビーム１のエネルギーより低い静電位Ｖ2 ，Ｖ3 を
かけ、中間電極２には図２に示すような時間的に変化す
る電位Ｖ1(t)をかける。
【００１９】この場合、入口電極３と中間電極２の間に
は、電位Ｖ1(t)が静電位Ｖ2 及びＶ3 より低い場合には
実線の矢印方向で示し、電位Ｖ1 (t) が静電位Ｖ2 及び
Ｖ3より高い場合には点線の矢印方向で示すような時間
的に変化する電界５が発生する。同様に、中間電極２と
出口電極４の間にも時間的に変化する電界５´が発生す
る。
は、電位Ｖ1(t)が静電位Ｖ2 及びＶ3 より低い場合には
実線の矢印方向で示し、電位Ｖ1 (t) が静電位Ｖ2 及び
Ｖ3より高い場合には点線の矢印方向で示すような時間
的に変化する電界５が発生する。同様に、中間電極２と
出口電極４の間にも時間的に変化する電界５´が発生す
る。
【００２０】したがって、電位Ｖ1(t)が陽電子ビーム１
のエネルギーＥ0 より高い時には陽電子ビーム１は入口
電極３と中間電極２の間で発生した点線の矢印方向で示
される電界５で反射される。
のエネルギーＥ0 より高い時には陽電子ビーム１は入口
電極３と中間電極２の間で発生した点線の矢印方向で示
される電界５で反射される。
【００２１】一方、電位Ｖ1(t)が陽電子ビーム１のエネ
ルギーＥ0 より低い時には陽電子ビーム１は入口電極３
と中間電極２の間で発生する実線の矢印方向で示される
電界５で加速され、中間電極２と出口電極４間を通過す
る。即ち、図２において時間ｔw の間陽電子ビーム１が
チョッピング装置を通過する。
ルギーＥ0 より低い時には陽電子ビーム１は入口電極３
と中間電極２の間で発生する実線の矢印方向で示される
電界５で加速され、中間電極２と出口電極４間を通過す
る。即ち、図２において時間ｔw の間陽電子ビーム１が
チョッピング装置を通過する。
【００２２】したがって、この実施例ではチョッピング
装置の前では連続ビームであったものが高速に断続さ
れ、チョッピング装置の直後の位置ではｔw程度のパル
スビームとなる。
装置の前では連続ビームであったものが高速に断続さ
れ、チョッピング装置の直後の位置ではｔw程度のパル
スビームとなる。
【００２３】
【発明の効果】以上要するに、この発明によれば低エネ
ルギーの連続ビームを高速にチョッピングすることがで
き、且つビームの進行方向に磁界がかけられている場合
でも、チョッピング周波数やチョッピング可能なビーム
径が磁界によって影響を受けることがない。なお、ビー
ム径が大きな場合は面積の大きな電極を使用することに
よりチョッピングが可能となる。
ルギーの連続ビームを高速にチョッピングすることがで
き、且つビームの進行方向に磁界がかけられている場合
でも、チョッピング周波数やチョッピング可能なビーム
径が磁界によって影響を受けることがない。なお、ビー
ム径が大きな場合は面積の大きな電極を使用することに
よりチョッピングが可能となる。
【図１】図１は、この発明の一実施例を示す荷電粒子ビ
ームチョッピング装置の概略図
ームチョッピング装置の概略図
【図２】図２は、同上の実施例において中間電極に入力
する電圧波形図
する電圧波形図
【図３】図３は、従来の荷電粒子ビームチョッピング装
置の概略図
置の概略図
１ 直流的な陽電子ビーム ２ 中間電極 ３ 入口電極 ４ 出口電極
Claims (1)
- 【請求項１】 荷電粒子の通過できる多数の空隙を持つ
入口電極と出口電極の間に、荷電粒子の通過できる多数
の空隙を持つ１又は２以上の中間電極を配置し、且つ上
記空隙の大きさをそれぞれの電極の間隔に比べて小さく
するとともに、上記中間電極に時間的に変化する電位を
かけてチョッピングすることを特徴とする低エネルギー
荷電粒子ビームチョッピング装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3261095A JPH0772758B2 (ja) | 1991-09-12 | 1991-09-12 | 低エネルギー荷電粒子ビームチョッピング装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3261095A JPH0772758B2 (ja) | 1991-09-12 | 1991-09-12 | 低エネルギー荷電粒子ビームチョッピング装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0572397A true JPH0572397A (ja) | 1993-03-26 |
| JPH0772758B2 JPH0772758B2 (ja) | 1995-08-02 |
Family
ID=17357019
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3261095A Expired - Lifetime JPH0772758B2 (ja) | 1991-09-12 | 1991-09-12 | 低エネルギー荷電粒子ビームチョッピング装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0772758B2 (ja) |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5564355A (en) * | 1978-11-07 | 1980-05-15 | Mitsubishi Electric Corp | Electron gun driver associated with grid |
| JPS57208029A (en) * | 1981-06-17 | 1982-12-21 | Toshiba Corp | Electric power unit for ion source |
| JPH0398300A (ja) * | 1989-09-12 | 1991-04-23 | Mitsubishi Electric Corp | 荷電粒子ストレツチヤ |
-
1991
- 1991-09-12 JP JP3261095A patent/JPH0772758B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5564355A (en) * | 1978-11-07 | 1980-05-15 | Mitsubishi Electric Corp | Electron gun driver associated with grid |
| JPS57208029A (en) * | 1981-06-17 | 1982-12-21 | Toshiba Corp | Electric power unit for ion source |
| JPH0398300A (ja) * | 1989-09-12 | 1991-04-23 | Mitsubishi Electric Corp | 荷電粒子ストレツチヤ |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0772758B2 (ja) | 1995-08-02 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| S531 | Written request for registration of change of domicile |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R314531 |
|
| S804 | Written request for registration of cancellation of exclusive licence |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R314805 |
|
| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
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| EXPY | Cancellation because of completion of term |