JPH07302698A - ハイブリッド型挿入光源用アンジュレータに用いられる軌道軸変位補償型磁場発生装置 - Google Patents
ハイブリッド型挿入光源用アンジュレータに用いられる軌道軸変位補償型磁場発生装置Info
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- JPH07302698A JPH07302698A JP9449094A JP9449094A JPH07302698A JP H07302698 A JPH07302698 A JP H07302698A JP 9449094 A JP9449094 A JP 9449094A JP 9449094 A JP9449094 A JP 9449094A JP H07302698 A JPH07302698 A JP H07302698A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 放射光発生あるいは自由電子レーザを生成す
るためのハイブリッド型挿入光源用アンジュレータに用
いられる磁場発生装置であって、種々の波長の放射光を
得るために変える磁極間隔を変化させても放射光光軸の
位置・傾きが変化しない磁場発生装置を提供する。 【構成】 主要部１２には交互に永久磁石２８と磁極２
６とが設けられ、入口部１０と出口部１４とにそれぞれ
２つの永久磁石２２、２４、３０、３２と２つの磁極２
０、３４とが交互に配設され、かつ入口部１０と出口部
１４の永久磁石が、磁気回路中心軸に沿っての磁束密度
の２回積分値が主要部１２で零値を中心とした単振動と
なる磁場分布を発生するような形状及び寸法を有しかつ
配置される。
るためのハイブリッド型挿入光源用アンジュレータに用
いられる磁場発生装置であって、種々の波長の放射光を
得るために変える磁極間隔を変化させても放射光光軸の
位置・傾きが変化しない磁場発生装置を提供する。 【構成】 主要部１２には交互に永久磁石２８と磁極２
６とが設けられ、入口部１０と出口部１４とにそれぞれ
２つの永久磁石２２、２４、３０、３２と２つの磁極２
０、３４とが交互に配設され、かつ入口部１０と出口部
１４の永久磁石が、磁気回路中心軸に沿っての磁束密度
の２回積分値が主要部１２で零値を中心とした単振動と
なる磁場分布を発生するような形状及び寸法を有しかつ
配置される。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、放射光発生あるいは自
由電子レーザを生成するためのハイブリッド型挿入光源
用アンジュレータに用いられる磁場発生装置に関する。
由電子レーザを生成するためのハイブリッド型挿入光源
用アンジュレータに用いられる磁場発生装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】周知のように、図４に示されるような周
期磁場の中で高エネルギー電子を運動させると、指向性
が高く且つ極めて輝度の高い放射光が得られる。このよ
うな放射光を得るための装置が挿入光源である。永久磁
石のみで磁気回路を構成したものをピュア型挿入光源と
いい、一方、磁極に高透磁率高飽和磁性材料を用いて永
久磁石と組み合わせたものをハイブリッド型挿入光源と
呼び、例えば、”Ｐｅｒｍａｎｅｎｔ Ｍａｇｎｅｔ
Ｕｎｄｕｌａｔｏｒｓ”，Ｋ．Ｈａｌｂａｃｈ，ＪＯＵ
ＲＮＡＬ ＤＥ ＰＨＹＳＩＱＵＥ（Ｐａｒｉｓ），４
４，１９８３，Ｃ１−２１１〜２１５に記載されている
ように、一般にハイブリッド型の方が強い磁場を発生す
る。
期磁場の中で高エネルギー電子を運動させると、指向性
が高く且つ極めて輝度の高い放射光が得られる。このよ
うな放射光を得るための装置が挿入光源である。永久磁
石のみで磁気回路を構成したものをピュア型挿入光源と
いい、一方、磁極に高透磁率高飽和磁性材料を用いて永
久磁石と組み合わせたものをハイブリッド型挿入光源と
呼び、例えば、”Ｐｅｒｍａｎｅｎｔ Ｍａｇｎｅｔ
Ｕｎｄｕｌａｔｏｒｓ”，Ｋ．Ｈａｌｂａｃｈ，ＪＯＵ
ＲＮＡＬ ＤＥ ＰＨＹＳＩＱＵＥ（Ｐａｒｉｓ），４
４，１９８３，Ｃ１−２１１〜２１５に記載されている
ように、一般にハイブリッド型の方が強い磁場を発生す
る。
【０００３】図４は、ハイブリッド型挿入光源用アンジ
ュレータに用いられている従来の磁場発生装置の一例を
概略的に示した図である。図４において、１１０は永久
磁石を、１１２は磁極を示す。永久磁石１１０と磁極１
１２とが交互に組み合わされて配列され、かつ両端が磁
極１１２で終わる１対の磁石列がある磁極間隔を有し対
向して設けられている。永久磁石１１０に示される矢印
は磁性方向を示している。通常、各磁極１１２は実質的
に同一の形状を有し、また永久磁石１１０は両端のもの
を除いて同一形状を有する。通常の挿入光源では磁場発
生装置の両端に配置された１つの永久磁石１１４は、図
４に示されるように、主要部分を構成する他の永久磁石
１１０に対して高さが実質的に半分になるように構成さ
れている。その他の材質、寸法等の構成諸元は図４に示
されるとおりである。寸法の単位はｍｍである。上記の
ように構成された磁場発生装置は、磁石列の方向に周期
的な磁場を発生する。この磁場発生装置のいわゆる磁気
回路中心軸は、磁石列の方向に直交する方向即ち図４に
示されるｘ軸方向における永久磁石１１０及び磁極１１
２の長さの実質的に半分の位置を通り磁石列の方向に延
在する軸である。この磁気回路中心軸に一致する軸をｚ
軸とし、また、磁極間隔方向で図４に示される方向をｙ
軸とする。図４において、磁場発生装置の左端よりｚ軸
上に挿入された電子は、磁場発生装置により発生された
周期的な磁場によりｚ−ｘ平面において蛇行した電子軌
道上を運動して磁場発生装置の右端より放出される。こ
のとき、電子が蛇行した電子軌道を運動することによ
り、電子の軌道軸に沿って放射光が放出される。
ュレータに用いられている従来の磁場発生装置の一例を
概略的に示した図である。図４において、１１０は永久
磁石を、１１２は磁極を示す。永久磁石１１０と磁極１
１２とが交互に組み合わされて配列され、かつ両端が磁
極１１２で終わる１対の磁石列がある磁極間隔を有し対
向して設けられている。永久磁石１１０に示される矢印
は磁性方向を示している。通常、各磁極１１２は実質的
に同一の形状を有し、また永久磁石１１０は両端のもの
を除いて同一形状を有する。通常の挿入光源では磁場発
生装置の両端に配置された１つの永久磁石１１４は、図
４に示されるように、主要部分を構成する他の永久磁石
１１０に対して高さが実質的に半分になるように構成さ
れている。その他の材質、寸法等の構成諸元は図４に示
されるとおりである。寸法の単位はｍｍである。上記の
ように構成された磁場発生装置は、磁石列の方向に周期
的な磁場を発生する。この磁場発生装置のいわゆる磁気
回路中心軸は、磁石列の方向に直交する方向即ち図４に
示されるｘ軸方向における永久磁石１１０及び磁極１１
２の長さの実質的に半分の位置を通り磁石列の方向に延
在する軸である。この磁気回路中心軸に一致する軸をｚ
軸とし、また、磁極間隔方向で図４に示される方向をｙ
軸とする。図４において、磁場発生装置の左端よりｚ軸
上に挿入された電子は、磁場発生装置により発生された
周期的な磁場によりｚ−ｘ平面において蛇行した電子軌
道上を運動して磁場発生装置の右端より放出される。こ
のとき、電子が蛇行した電子軌道を運動することによ
り、電子の軌道軸に沿って放射光が放出される。
【０００４】図５は、図４に示される磁場発生装置を用
いたときの電子軌道を示したものである。図５におい
て、横軸はｚ軸方向を示し、縦軸はｘ軸方向を示してい
る。縦軸の０を通るｚ軸と平行のラインが図４のｚ軸
（磁気回路中心軸）に相当する。上述したように、通常
の挿入光源では磁気回路である磁場発生装置の両端にあ
る永久磁石１１４の高さを主要部分の永久磁石１１０の
半分にして、永久磁石１１４の体積を主要部分の永久磁
石１１０の１／２にすることにより、磁場発生装置の左
端の入口においてｚ軸上に挿入された電子が磁場発生装
置の入口部でｘ軸方向において変位されるが、出口部で
再び変位されて元のｚ軸上の軌道にほぼ戻るようにされ
ている。このように、電子の軌道を元に戻すのは、電子
の収集を容易にする等のためである。
いたときの電子軌道を示したものである。図５におい
て、横軸はｚ軸方向を示し、縦軸はｘ軸方向を示してい
る。縦軸の０を通るｚ軸と平行のラインが図４のｚ軸
（磁気回路中心軸）に相当する。上述したように、通常
の挿入光源では磁気回路である磁場発生装置の両端にあ
る永久磁石１１４の高さを主要部分の永久磁石１１０の
半分にして、永久磁石１１４の体積を主要部分の永久磁
石１１０の１／２にすることにより、磁場発生装置の左
端の入口においてｚ軸上に挿入された電子が磁場発生装
置の入口部でｘ軸方向において変位されるが、出口部で
再び変位されて元のｚ軸上の軌道にほぼ戻るようにされ
ている。このように、電子の軌道を元に戻すのは、電子
の収集を容易にする等のためである。
【０００５】図５に示されるように、電子は、入口部で
変位させられた後で、磁場発生装置により発生された周
期的磁場によりほぼｘ軸方向においてほぼ正弦振動を行
いながら走行する。電子がほぼ正弦振動をして運動する
軌道の平均的な位置を電子軌道軸という。図５から分か
るように磁場中の電子軌道軸は磁気回路中心軸（図５に
おいて０を通る水平ラインのｚ軸）から変位しているた
め、電子軌道軸に沿って放出される放射光は磁気回路中
心軸からずれることになる。なお、磁場強度即ち磁束密
度をｚ軸に沿って２回積分したものは電子軌道に対応す
ることから、図５に示されるグラフの縦軸には、ｍｍの
単位で表された電子の変位量の大きさと共に、Ｇ・ｃｍ
2の単位で表された磁束密度の２回積分値の大きさが示
してある。
変位させられた後で、磁場発生装置により発生された周
期的磁場によりほぼｘ軸方向においてほぼ正弦振動を行
いながら走行する。電子がほぼ正弦振動をして運動する
軌道の平均的な位置を電子軌道軸という。図５から分か
るように磁場中の電子軌道軸は磁気回路中心軸（図５に
おいて０を通る水平ラインのｚ軸）から変位しているた
め、電子軌道軸に沿って放出される放射光は磁気回路中
心軸からずれることになる。なお、磁場強度即ち磁束密
度をｚ軸に沿って２回積分したものは電子軌道に対応す
ることから、図５に示されるグラフの縦軸には、ｍｍの
単位で表された電子の変位量の大きさと共に、Ｇ・ｃｍ
2の単位で表された磁束密度の２回積分値の大きさが示
してある。
【０００６】図４に示される磁場発生装置は、図４中の
磁極間隔を変化させることにより電子軌道軸上の磁場強
度を変化させ、種々の波長の放射光を得ることができ
る。その場合、実質的に電子軌道軸と一致する放射光光
軸のｘ軸方向の位置とｚ−ｘ平面における傾き、即ちｚ
軸に対する角度ずれが不変であることが望ましい。即
ち、磁極間隔を変化させても電子軌道軸の位置が変わら
ないことが望ましい。前述したピュア型挿入光源におい
ては、”Ｐｕｒｅ Ｐｅｒｍａｎｅｎｔ Ｍａｇｎｅｔ
Ｅｎｄ−Ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎｓ”，Ｂ．Ｄｉ
ｖｉａｃｃｏ及びＲ．Ｐ．Ｗａｌｋｅｒ，ＳＩＮＣＲＯ
ＴＲＯＮ ＴＲＩＥＳＴＥ，ｉｎｔｅｒｎａｌ ｒｅｐ
ｏｒｔ，ＳＴ／Ｍ−ＴＮ−９２／５が、放射光光軸の位
置・傾きが変化しないアンジュレータ用磁気回路を既に
示している。
磁極間隔を変化させることにより電子軌道軸上の磁場強
度を変化させ、種々の波長の放射光を得ることができ
る。その場合、実質的に電子軌道軸と一致する放射光光
軸のｘ軸方向の位置とｚ−ｘ平面における傾き、即ちｚ
軸に対する角度ずれが不変であることが望ましい。即
ち、磁極間隔を変化させても電子軌道軸の位置が変わら
ないことが望ましい。前述したピュア型挿入光源におい
ては、”Ｐｕｒｅ Ｐｅｒｍａｎｅｎｔ Ｍａｇｎｅｔ
Ｅｎｄ−Ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎｓ”，Ｂ．Ｄｉ
ｖｉａｃｃｏ及びＲ．Ｐ．Ｗａｌｋｅｒ，ＳＩＮＣＲＯ
ＴＲＯＮ ＴＲＩＥＳＴＥ，ｉｎｔｅｒｎａｌ ｒｅｐ
ｏｒｔ，ＳＴ／Ｍ−ＴＮ−９２／５が、放射光光軸の位
置・傾きが変化しないアンジュレータ用磁気回路を既に
示している。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
ハイブリッド型挿入光源のアンジュレータ用磁場発生装
置の電子軌道を示す図５は、磁極間隔を６０ｍｍから３
０ｍｍに変化させると電子軌道軸の変位量が変わり、電
子軌道軸が一致しないことを示している。このように、
従来のハイブリッド型挿入光源のアンジュレータに用い
られる磁場発生装置は、電子軌道軸の変位に注意が払わ
れておらず、磁極間隔を変え磁場強度が変化すると、電
子軌道軸の変位量も変化せざるを得なかった。そのた
め、例えば、Ｘ線結晶解析等の実験ステーションにおい
て光学的経路に置かれた試料等は磁極間隔が変わるのに
応じてその位置を変えなければならない等、放射光利用
の上で不都合が生じていて問題であった。
ハイブリッド型挿入光源のアンジュレータ用磁場発生装
置の電子軌道を示す図５は、磁極間隔を６０ｍｍから３
０ｍｍに変化させると電子軌道軸の変位量が変わり、電
子軌道軸が一致しないことを示している。このように、
従来のハイブリッド型挿入光源のアンジュレータに用い
られる磁場発生装置は、電子軌道軸の変位に注意が払わ
れておらず、磁極間隔を変え磁場強度が変化すると、電
子軌道軸の変位量も変化せざるを得なかった。そのた
め、例えば、Ｘ線結晶解析等の実験ステーションにおい
て光学的経路に置かれた試料等は磁極間隔が変わるのに
応じてその位置を変えなければならない等、放射光利用
の上で不都合が生じていて問題であった。
【０００８】従って、本発明は、放射光発生あるいは自
由電子レーザを生成するためのハイブリッド型挿入光源
用アンジュレータに用いられる磁場発生装置であって、
種々の波長の放射光を得るために変える磁極間隔を変化
させても放射光光軸の位置・傾きが変化しない磁場発生
装置を提供することにある。
由電子レーザを生成するためのハイブリッド型挿入光源
用アンジュレータに用いられる磁場発生装置であって、
種々の波長の放射光を得るために変える磁極間隔を変化
させても放射光光軸の位置・傾きが変化しない磁場発生
装置を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、ハイブリッド型挿入光源用アンジュレータに用いら
れる本発明の磁場発生装置は、複数の永久磁石と磁極と
を周期的に組み合わせた１対の磁石列が対向して設けら
れており、更に前記１対の磁石列の各々の両端部に少な
くとも２つの永久磁石と少なくとも２つの磁極とを更に
交互に配設し、かつ前記少なくとも２つの永久磁石は、
前記１対の磁石列により発生された磁場の強度の、前記
磁石列に沿う方向における磁気回路中心軸に沿っての２
回積分値が前記磁石列の端部を除く主要部分で零値を中
心とした単振動となる磁場分布を発生するような形状及
び寸法を有しかつ配置されることを特徴とする。
め、ハイブリッド型挿入光源用アンジュレータに用いら
れる本発明の磁場発生装置は、複数の永久磁石と磁極と
を周期的に組み合わせた１対の磁石列が対向して設けら
れており、更に前記１対の磁石列の各々の両端部に少な
くとも２つの永久磁石と少なくとも２つの磁極とを更に
交互に配設し、かつ前記少なくとも２つの永久磁石は、
前記１対の磁石列により発生された磁場の強度の、前記
磁石列に沿う方向における磁気回路中心軸に沿っての２
回積分値が前記磁石列の端部を除く主要部分で零値を中
心とした単振動となる磁場分布を発生するような形状及
び寸法を有しかつ配置されることを特徴とする。
【００１０】即ち、本発明では、電子の入口出口にあた
る磁気回路端部の少なくとも２つの永久磁石の形状、寸
法及び配設位置を調整し、磁場発生装置の端部を除く主
要部分で磁場の２回積分値の中心軸即ち電子軌道軸が磁
気回路の中心軸に一致し、磁極間隔を変えても電子軌道
軸は不動となる磁石構成を見い出したものである。つま
り、磁気回路両端部の磁場分布を最適化することで上記
問題点を解決するものである。
る磁気回路端部の少なくとも２つの永久磁石の形状、寸
法及び配設位置を調整し、磁場発生装置の端部を除く主
要部分で磁場の２回積分値の中心軸即ち電子軌道軸が磁
気回路の中心軸に一致し、磁極間隔を変えても電子軌道
軸は不動となる磁石構成を見い出したものである。つま
り、磁気回路両端部の磁場分布を最適化することで上記
問題点を解決するものである。
【００１１】
【作用】正弦波に近い周期磁場中では電子軌道も正弦波
状に近いものとなり、その蛇行している電子の軌道軸の
ｘ軸方向の位置、ｚ−ｘ平面におけるｚ軸方向に対する
角度ずれである傾きは、磁場が正弦波に達するまでの入
口磁場によって決定される。よって、入口磁場を作って
いる入口付近の少なくとも２つの永久磁石の形状、寸
法、及び配設位置を微調整することにより、電子軌道軸
を修正し磁気回路中心軸に一致させることができる。電
子軌道は磁場値即ち磁場の磁束密度の値を磁気回路中心
軸に沿って２回積分することにより表され、その値が零
値を中心として単振動となれば、その状態においては、
電子軌道は磁気回路中心軸上を蛇行することとなる。
状に近いものとなり、その蛇行している電子の軌道軸の
ｘ軸方向の位置、ｚ−ｘ平面におけるｚ軸方向に対する
角度ずれである傾きは、磁場が正弦波に達するまでの入
口磁場によって決定される。よって、入口磁場を作って
いる入口付近の少なくとも２つの永久磁石の形状、寸
法、及び配設位置を微調整することにより、電子軌道軸
を修正し磁気回路中心軸に一致させることができる。電
子軌道は磁場値即ち磁場の磁束密度の値を磁気回路中心
軸に沿って２回積分することにより表され、その値が零
値を中心として単振動となれば、その状態においては、
電子軌道は磁気回路中心軸上を蛇行することとなる。
【００１２】
【実施例】本発明の１実施例を図面を参照して以下に説
明する。
明する。
【００１３】図１は、放射光発生あるいは自由電子レー
ザを生成するためのハイブリッド型挿入光源用アンジュ
レータに用いられる磁場発生装置の本発明の１実施例を
上側の磁石列のみについて概略的に示した断面図であ
る。なお、図１の（Ａ）においては、下側の磁石列は、
上側のものと同じ構成故省略されている。図１の（Ａ）
において、磁場発生装置を構成する磁石列は、電子が挿
入される側に設けられた入口部１０と、電子が正弦波状
に振動させられて蛇行する主要部１２と、電子が放出さ
れる出口部１４とに大きく分けられる。入口部１０は、
電子が挿入される側より２つの磁極２０と２つの永久磁
石２２、２４とがその順で交互に配設されている。主要
部１２は、入口部１０側より出口部１４に向かって、後
述する磁石列全体で周期数が５２となるように複数の磁
極２６と永久磁石２８とがその順で交互にかつ磁極２６
で終わるように配設されている。出口部１４は、主要部
１２より電子が放出される側に向かって２つの永久磁石
３０、３２と２つの磁極３４とがその順で交互に配設さ
れている。永久磁石２２、２４、２８、３０及び３２に
ついて図１の（Ａ）において示される矢印は磁性の方向
を示す。
ザを生成するためのハイブリッド型挿入光源用アンジュ
レータに用いられる磁場発生装置の本発明の１実施例を
上側の磁石列のみについて概略的に示した断面図であ
る。なお、図１の（Ａ）においては、下側の磁石列は、
上側のものと同じ構成故省略されている。図１の（Ａ）
において、磁場発生装置を構成する磁石列は、電子が挿
入される側に設けられた入口部１０と、電子が正弦波状
に振動させられて蛇行する主要部１２と、電子が放出さ
れる出口部１４とに大きく分けられる。入口部１０は、
電子が挿入される側より２つの磁極２０と２つの永久磁
石２２、２４とがその順で交互に配設されている。主要
部１２は、入口部１０側より出口部１４に向かって、後
述する磁石列全体で周期数が５２となるように複数の磁
極２６と永久磁石２８とがその順で交互にかつ磁極２６
で終わるように配設されている。出口部１４は、主要部
１２より電子が放出される側に向かって２つの永久磁石
３０、３２と２つの磁極３４とがその順で交互に配設さ
れている。永久磁石２２、２４、２８、３０及び３２に
ついて図１の（Ａ）において示される矢印は磁性の方向
を示す。
【００１４】これらの順に交互に並べられた２つの永久
磁石と２つの磁極とによりｚ軸方向における周期的な磁
場の１周期を形成する。後述するように、入口部１０の
永久磁石２２、２４及び出口部１４の永久磁石３０、３
２のｚ軸方向の幅寸法が主要部１２の永久磁石２８の幅
寸法と異なるため、入口部１０及び出口部１４の磁場の
周期長は主要部１２のそれと異なる値となっている。
磁石と２つの磁極とによりｚ軸方向における周期的な磁
場の１周期を形成する。後述するように、入口部１０の
永久磁石２２、２４及び出口部１４の永久磁石３０、３
２のｚ軸方向の幅寸法が主要部１２の永久磁石２８の幅
寸法と異なるため、入口部１０及び出口部１４の磁場の
周期長は主要部１２のそれと異なる値となっている。
【００１５】図１の（Ｂ）は、主要部１２に配設されて
いる磁極２６及び永久磁石２８の詳細寸法を示す。な
お、図１に示される寸法の単位及び主要部１２における
周期長λuの単位はｍｍである。材質は、永久磁石２
２、２４、２８、３０及び３２についてはＮｄ−Ｆｅ−
Ｂ（Ｂｒ＝１２．１ｋＧ）であり、磁極２０、２６及び
３４は高透磁率高飽和磁性特性を有するバナジウムパー
メンダである。主要部１２の永久磁石２８及び磁極２６
のｘ軸に直交する断面形状は、図に示されているように
楔型をしており、かつ両者は入れ子に配置されている。
なお、永久磁石２８のいずれも形状、寸法は同一であ
り、磁極２６の形状、寸法も入口部１０及び出口部１４
のそれぞれに隣接する磁極２６を除いて同一である。入
口部１０及び出口部１４にそれぞれ隣接する磁極２６の
形状、寸法についても、断面形状が長方形をしている永
久磁石２４、３０に隣接する側面が傾斜してなくｙ軸に
平行である点以外、他の磁極２６と実質的に同一であ
る。永久磁石２８のｙ軸に直交する頂面の位置はいずれ
も同一の高さにあり、磁極２６のｙ軸に直交する頂面は
いずれも永久磁石２６の頂面より６．５ｍｍ下がった位
置にある。
いる磁極２６及び永久磁石２８の詳細寸法を示す。な
お、図１に示される寸法の単位及び主要部１２における
周期長λuの単位はｍｍである。材質は、永久磁石２
２、２４、２８、３０及び３２についてはＮｄ−Ｆｅ−
Ｂ（Ｂｒ＝１２．１ｋＧ）であり、磁極２０、２６及び
３４は高透磁率高飽和磁性特性を有するバナジウムパー
メンダである。主要部１２の永久磁石２８及び磁極２６
のｘ軸に直交する断面形状は、図に示されているように
楔型をしており、かつ両者は入れ子に配置されている。
なお、永久磁石２８のいずれも形状、寸法は同一であ
り、磁極２６の形状、寸法も入口部１０及び出口部１４
のそれぞれに隣接する磁極２６を除いて同一である。入
口部１０及び出口部１４にそれぞれ隣接する磁極２６の
形状、寸法についても、断面形状が長方形をしている永
久磁石２４、３０に隣接する側面が傾斜してなくｙ軸に
平行である点以外、他の磁極２６と実質的に同一であ
る。永久磁石２８のｙ軸に直交する頂面の位置はいずれ
も同一の高さにあり、磁極２６のｙ軸に直交する頂面は
いずれも永久磁石２６の頂面より６．５ｍｍ下がった位
置にある。
【００１６】入口部１０の２つの磁極２０と出口部１４
の２つの磁極３４のいずれも形状、寸法共に同一であ
る。また、入口部１０及び出口部１４の永久磁石２２、
２４、３０及び３２の断面形状が長方形をしていること
から、それらに隣接する入口部１０及び出口部１４の磁
極２０、３４も長方形をしており、そのため、主要部１
２の磁極２６と形状、寸法とも少し異なるが（なお、ｙ
軸方向の高さは同一）、入口部１０及び出口部１４の磁
極２０、３４は主要部１２の磁極２６と実質的に同一と
みなしてよいものである。例えば、本発明は主要部１２
の永久磁石２８及び磁極２６の断面形状が図１の従来の
ように長方形の場合にも当然に適用可能であるが、その
場合にはいずれも磁極も同一の形状、寸法が用いられる
ことになる。
の２つの磁極３４のいずれも形状、寸法共に同一であ
る。また、入口部１０及び出口部１４の永久磁石２２、
２４、３０及び３２の断面形状が長方形をしていること
から、それらに隣接する入口部１０及び出口部１４の磁
極２０、３４も長方形をしており、そのため、主要部１
２の磁極２６と形状、寸法とも少し異なるが（なお、ｙ
軸方向の高さは同一）、入口部１０及び出口部１４の磁
極２０、３４は主要部１２の磁極２６と実質的に同一と
みなしてよいものである。例えば、本発明は主要部１２
の永久磁石２８及び磁極２６の断面形状が図１の従来の
ように長方形の場合にも当然に適用可能であるが、その
場合にはいずれも磁極も同一の形状、寸法が用いられる
ことになる。
【００１７】本実施例においては、永久磁石（Ｍ１）２
４の寸法は図１に示される数値を有し、永久磁石３０の
寸法も永久磁石２４のそれと同一である。また、永久磁
石（Ｍ２）２２の寸法は図１に示される数値を有し、永
久磁石３２の寸法も永久磁石２２のそれと同一である。
４の寸法は図１に示される数値を有し、永久磁石３０の
寸法も永久磁石２４のそれと同一である。また、永久磁
石（Ｍ２）２２の寸法は図１に示される数値を有し、永
久磁石３２の寸法も永久磁石２２のそれと同一である。
【００１８】磁極２０及び３４のｙ軸と直交する頂面の
位置は磁極２６の頂面のそれと同一である。入口部１０
の永久磁石２２、２４及び出口部１４の永久磁石３０、
３２のいずれもｙ軸に直交する頂面の位置は主要部１２
の永久磁石２８の頂面のそれと同一である。
位置は磁極２６の頂面のそれと同一である。入口部１０
の永久磁石２２、２４及び出口部１４の永久磁石３０、
３２のいずれもｙ軸に直交する頂面の位置は主要部１２
の永久磁石２８の頂面のそれと同一である。
【００１９】これまでに図１を参照して説明した磁場発
生装置の構成諸元の場合について、電磁気学の法則に基
づくコンピュータを用いた既存の計算手法により、磁極
間隔（ｇａｐ）を１５ｍｍと２０ｍｍにしたときの磁場
強度即ち磁束密度Ｂyを求め、更に当該磁束密度Ｂyに関
して磁気回路中心軸（ｚ軸）に沿って２回積分した結果
を、それに対応する電子軌道軸の変位量と共に図２及び
図３に示す。図２は、磁極間隔が１５ｍｍの場合を、図
３は、磁極間隔が２０ｍｍの場合である。図２及び図３
から分かるように、磁極間隔が異なると、磁束密度Ｂｙ
が変化し、そのため、その２回積分（即ち電子軌道を表
す）の振幅が変わっているが、電子軌道軸は変わらず磁
気回路中心軸に一致している。よって、図１に示される
磁場発生装置をアンジュレータに適用したハイブリッド
型挿入光源は、磁極間隔が１５〜２０ｍｍの範囲におい
て放射光光軸の位置・傾きが変化しない。
生装置の構成諸元の場合について、電磁気学の法則に基
づくコンピュータを用いた既存の計算手法により、磁極
間隔（ｇａｐ）を１５ｍｍと２０ｍｍにしたときの磁場
強度即ち磁束密度Ｂyを求め、更に当該磁束密度Ｂyに関
して磁気回路中心軸（ｚ軸）に沿って２回積分した結果
を、それに対応する電子軌道軸の変位量と共に図２及び
図３に示す。図２は、磁極間隔が１５ｍｍの場合を、図
３は、磁極間隔が２０ｍｍの場合である。図２及び図３
から分かるように、磁極間隔が異なると、磁束密度Ｂｙ
が変化し、そのため、その２回積分（即ち電子軌道を表
す）の振幅が変わっているが、電子軌道軸は変わらず磁
気回路中心軸に一致している。よって、図１に示される
磁場発生装置をアンジュレータに適用したハイブリッド
型挿入光源は、磁極間隔が１５〜２０ｍｍの範囲におい
て放射光光軸の位置・傾きが変化しない。
【００２０】以上、好適実施例として、主要部１２の永
久磁石及び磁極の断面形状が楔型のものについて本発明
を適用した場合の１例を詳細に説明したが、上記実施例
は、本発明がそのような特殊な形状に対しても適用可能
であることを示すもので、図４に示される従来の磁場発
生装置に使用されている長方形の断面形状を有する永久
磁石及び磁極にも適用可能であることはいうまでもな
い。本発明は、主要部１２の永久磁石及び磁極の断面形
状について特定のものに限定されるものではない。
久磁石及び磁極の断面形状が楔型のものについて本発明
を適用した場合の１例を詳細に説明したが、上記実施例
は、本発明がそのような特殊な形状に対しても適用可能
であることを示すもので、図４に示される従来の磁場発
生装置に使用されている長方形の断面形状を有する永久
磁石及び磁極にも適用可能であることはいうまでもな
い。本発明は、主要部１２の永久磁石及び磁極の断面形
状について特定のものに限定されるものではない。
【００２１】また、入口部１０あるいは出口部１４の永
久磁石及び磁極の個数について、上記実施例ではそれぞ
れ２個の場合を説明したが、本発明は２個に限定されず
に、それ以上の個数を用いてもよい。さらに、本発明
は、入口部１０あるいは出口部１４の永久磁石の形状、
寸法あるいは配設位置が上記実施例に限定されるもので
はない。
久磁石及び磁極の個数について、上記実施例ではそれぞ
れ２個の場合を説明したが、本発明は２個に限定されず
に、それ以上の個数を用いてもよい。さらに、本発明
は、入口部１０あるいは出口部１４の永久磁石の形状、
寸法あるいは配設位置が上記実施例に限定されるもので
はない。
【００２２】
【発明の効果】本発明は、以上説明したように構成され
ているので、ピュア型よりも高い磁場強度を発生するハ
イブリッド型挿入光源において、放射光の波長を変える
ため磁極間隔を変化させ電子軌道上の磁場強度を変化さ
せた場合でも電子の蛇行軌道の中心軸即ち電子軌道軸が
移動せず、そのため光軸のズレが生じない放射光を得る
ことができる。
ているので、ピュア型よりも高い磁場強度を発生するハ
イブリッド型挿入光源において、放射光の波長を変える
ため磁極間隔を変化させ電子軌道上の磁場強度を変化さ
せた場合でも電子の蛇行軌道の中心軸即ち電子軌道軸が
移動せず、そのため光軸のズレが生じない放射光を得る
ことができる。
【図１】放射光発生あるいは自由電子レーザを生成する
ためのハイブリッド型挿入光源用アンジュレータに用い
られる磁場発生装置の本発明の１実施例を上側の磁石列
のみについて概略的に示した断面図である。
ためのハイブリッド型挿入光源用アンジュレータに用い
られる磁場発生装置の本発明の１実施例を上側の磁石列
のみについて概略的に示した断面図である。
【図２】図１に示される磁場発生装置において、磁極間
隔を１５ｍｍにしたときの磁気回路中心軸に沿って発生
する磁束密度Ｂyとその２回積分即ち電子軌道の計算結
果を示す図である。
隔を１５ｍｍにしたときの磁気回路中心軸に沿って発生
する磁束密度Ｂyとその２回積分即ち電子軌道の計算結
果を示す図である。
【図３】図１に示される磁場発生装置において、磁極間
隔を２０ｍｍにしたときの磁気回路中心軸に沿って発生
する磁束密度Ｂyとその２回積分即ち電子軌道の計算結
果を示す図である。
隔を２０ｍｍにしたときの磁気回路中心軸に沿って発生
する磁束密度Ｂyとその２回積分即ち電子軌道の計算結
果を示す図である。
【図４】ハイブリッド型挿入光源用アンジュレータに用
いられている従来の磁場発生装置の一例を概略的に示し
た図である。
いられている従来の磁場発生装置の一例を概略的に示し
た図である。
【図５】図４に示される従来の磁場発生装置を用いたと
きの電子軌道を示した図である。
きの電子軌道を示した図である。
１０：入口部 １２：主要部 １４：出口部 ２０，２６、３４：磁極 ２２，２４，２８，３０，３２：永久磁石
Claims (1)
- 【請求項１】 ハイブリッド型挿入光源用アンジュレー
タに用いられる磁場発生装置であって、複数の永久磁石
と磁極とを周期的に組み合わせた１対の磁石列が対向し
て設けられている磁場発生装置において、 前記１対の磁石列の各々の両端部に少なくとも２つの永
久磁石と少なくとも２つの磁極とを更に交互に配設し、
かつ前記少なくとも２つの永久磁石は、前記１対の磁石
列により発生された磁場の強度の、前記磁石列に沿う方
向における磁気回路中心軸に沿っての２回積分値が前記
磁石列の端部を除く主要部分で零値を中心とした単振動
となる磁場分布を発生するような形状及び寸法を有しか
つ配置されることを特徴とする磁場発生装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP09449094A JP3324868B2 (ja) | 1994-05-06 | 1994-05-06 | ハイブリッド型挿入光源用アンジュレータに用いられる軌道軸変位補償型磁場発生装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP09449094A JP3324868B2 (ja) | 1994-05-06 | 1994-05-06 | ハイブリッド型挿入光源用アンジュレータに用いられる軌道軸変位補償型磁場発生装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07302698A true JPH07302698A (ja) | 1995-11-14 |
| JP3324868B2 JP3324868B2 (ja) | 2002-09-17 |
Family
ID=14111747
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP09449094A Expired - Fee Related JP3324868B2 (ja) | 1994-05-06 | 1994-05-06 | ハイブリッド型挿入光源用アンジュレータに用いられる軌道軸変位補償型磁場発生装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3324868B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0877397A2 (en) * | 1997-04-14 | 1998-11-11 | Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. | Magnet block assembly for insertion device |
-
1994
- 1994-05-06 JP JP09449094A patent/JP3324868B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0877397A2 (en) * | 1997-04-14 | 1998-11-11 | Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. | Magnet block assembly for insertion device |
| EP0877397A3 (en) * | 1997-04-14 | 2000-11-08 | Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. | Magnet block assembly for insertion device |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3324868B2 (ja) | 2002-09-17 |
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