JPH0756840B2 - シンクロトロン放射光発生装置 - Google Patents
シンクロトロン放射光発生装置Info
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- JPH0756840B2 JPH0756840B2 JP62034928A JP3492887A JPH0756840B2 JP H0756840 B2 JPH0756840 B2 JP H0756840B2 JP 62034928 A JP62034928 A JP 62034928A JP 3492887 A JP3492887 A JP 3492887A JP H0756840 B2 JPH0756840 B2 JP H0756840B2
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- magnets
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、放射強度の大きいかつ小型のシンクロトロン
放射光発生装置に関するものである。
放射光発生装置に関するものである。
荷電粒子が加速度運動を行うと、電磁波が放射されるこ
とはよく知られている。特に数百MeV以上の電子が磁場
内で加速度運動する時に放射される電磁波はシンクロト
ロン放射光（SOR光）とよばれている。このSOR光は、
（ａ）光強度が極めて大きい、（ｂ）光の平行性がよ
い、（ｃ）短波長である、（ｄ）放射光スペクトル幅が
広い、等の特徴を有しており、この特徴を生かして化学
分析・物性研究等広い範囲に利用されている。このSOR
光の光源としては電子蓄積リングが用いられており世界
各地の研究所に前記応用のための研究用多目的蓄積リン
グが建設されてきた。近年、このSOR光の産業への応用
が注目されてきており、その中でも特に超LSIを安価・
大量に製造するためのＸ線リングラフィ技術への適用に
対する期待が高まっている。
とはよく知られている。特に数百MeV以上の電子が磁場
内で加速度運動する時に放射される電磁波はシンクロト
ロン放射光（SOR光）とよばれている。このSOR光は、
（ａ）光強度が極めて大きい、（ｂ）光の平行性がよ
い、（ｃ）短波長である、（ｄ）放射光スペクトル幅が
広い、等の特徴を有しており、この特徴を生かして化学
分析・物性研究等広い範囲に利用されている。このSOR
光の光源としては電子蓄積リングが用いられており世界
各地の研究所に前記応用のための研究用多目的蓄積リン
グが建設されてきた。近年、このSOR光の産業への応用
が注目されてきており、その中でも特に超LSIを安価・
大量に製造するためのＸ線リングラフィ技術への適用に
対する期待が高まっている。
第３図に、従来のニュークリア インスツルメンツ ア
ンド メソッド〔I.KOYANO et.al.,Nuclear Instrument
s and Methods,Vol195,P273（1982）〕に開示されてい
る化学分析・物性研究等を主目的にした多目的研究用蓄
積リングの例を示す。蓄積リングは多数の偏向磁石11・
４極子磁石（集束用12,発散用13）・６極子磁石（以下
図示せず）・８極子磁石・ステアリング磁石・真空チャ
ンバ・加速空胴等およびこれらを接続する直線部10によ
り構成されている。偏向磁石は電子の基準軌道を規定
し、４極子磁石は電子がこの基準軌道の周りを安定に周
回させ、かつ電子の特性を規定するものである。一つの
４極子磁石は、水平方向に集束力を有する時は垂直方向
に発散作用を有し、水平方向に発散作用を有する時は垂
直方向には集束作用を有する。通常水平方向の特性でそ
の４極子磁石の特性を規定する。即ち、水平方向に集束
または発散作用を有する４極子磁石を集束用または発散
用４極子磁石と呼ぶ。集束用４極子磁石と発散用４極子
磁石はハードウエアとしては同じものでもよいが、４極
子磁石の磁場の方向が異なっている。SOR光の特性は蓄
積リングに蓄積された電子の特性と大きく関係してい
る。電子ビームの特性は蓄積リングの構成要素の中で、
偏向磁石と４極子磁石の組合せ方（ラティス構成）で決
定され、６極子磁石等はSOR光特性に影響を与える電子
ビーム特性には殆ど影響を持たない。したがって、電子
蓄積リングの設計に際して重要なことは、偏向磁石と４
極子磁石の構成を如何にするかを決定することであり、
各地の蓄積リングの建設に際しては、その目的に応じた
工夫が凝らされている。
ンド メソッド〔I.KOYANO et.al.,Nuclear Instrument
s and Methods,Vol195,P273（1982）〕に開示されてい
る化学分析・物性研究等を主目的にした多目的研究用蓄
積リングの例を示す。蓄積リングは多数の偏向磁石11・
４極子磁石（集束用12,発散用13）・６極子磁石（以下
図示せず）・８極子磁石・ステアリング磁石・真空チャ
ンバ・加速空胴等およびこれらを接続する直線部10によ
り構成されている。偏向磁石は電子の基準軌道を規定
し、４極子磁石は電子がこの基準軌道の周りを安定に周
回させ、かつ電子の特性を規定するものである。一つの
４極子磁石は、水平方向に集束力を有する時は垂直方向
に発散作用を有し、水平方向に発散作用を有する時は垂
直方向には集束作用を有する。通常水平方向の特性でそ
の４極子磁石の特性を規定する。即ち、水平方向に集束
または発散作用を有する４極子磁石を集束用または発散
用４極子磁石と呼ぶ。集束用４極子磁石と発散用４極子
磁石はハードウエアとしては同じものでもよいが、４極
子磁石の磁場の方向が異なっている。SOR光の特性は蓄
積リングに蓄積された電子の特性と大きく関係してい
る。電子ビームの特性は蓄積リングの構成要素の中で、
偏向磁石と４極子磁石の組合せ方（ラティス構成）で決
定され、６極子磁石等はSOR光特性に影響を与える電子
ビーム特性には殆ど影響を持たない。したがって、電子
蓄積リングの設計に際して重要なことは、偏向磁石と４
極子磁石の構成を如何にするかを決定することであり、
各地の蓄積リングの建設に際しては、その目的に応じた
工夫が凝らされている。
従来の多目的研究用電子蓄積リングは第３図にも示した
ように、８台程度の偏向磁石とその数倍の数の４極子磁
石で構成されており、大型で高価なものであった。しか
し、近年、SOR光の産業への応用への機運が高まるにつ
れ、建設コスト・ランニングコストを低減するために各
磁石数、特に高価な偏向磁石数を少なくする方向で研究
が進められている。
ように、８台程度の偏向磁石とその数倍の数の４極子磁
石で構成されており、大型で高価なものであった。しか
し、近年、SOR光の産業への応用への機運が高まるにつ
れ、建設コスト・ランニングコストを低減するために各
磁石数、特に高価な偏向磁石数を少なくする方向で研究
が進められている。
以上の状況の下に、ニュークリア インスツルメンツ
アンド メソッド〔Uwe TRINKS and Fritz NOLDEN,Nucl
ear Instruments and Methods,Vol200,P475（1982）〕
に１台の偏向磁石で蓄積リングを構成する方式が提案さ
れている。
アンド メソッド〔Uwe TRINKS and Fritz NOLDEN,Nucl
ear Instruments and Methods,Vol200,P475（1982）〕
に１台の偏向磁石で蓄積リングを構成する方式が提案さ
れている。
この蓄積リングは偏向磁石のみで構成されており、偏向
磁石が発生する磁場に勾配をつけることにより電子の集
束作用をもたせ、４極子磁石を省略している。この方式
は磁石数が少なく魅力的なものであるが、この方式に付
随する、（ａ）SOR光放出に伴う電子エネルギー損失の
補給のための高周波加速装置、（ｂ）蓄積すべき電子を
外部から蓄積リング内に入射する入射装置、等は従来に
無い技術であり、開発要素が多く残されており、現時点
では安価かつ安定にSOR光を供給する装置としては問題
が多い。
磁石が発生する磁場に勾配をつけることにより電子の集
束作用をもたせ、４極子磁石を省略している。この方式
は磁石数が少なく魅力的なものであるが、この方式に付
随する、（ａ）SOR光放出に伴う電子エネルギー損失の
補給のための高周波加速装置、（ｂ）蓄積すべき電子を
外部から蓄積リング内に入射する入射装置、等は従来に
無い技術であり、開発要素が多く残されており、現時点
では安価かつ安定にSOR光を供給する装置としては問題
が多い。
そこで、これらの欠点を回避するために提案されたの
が、テクニカル レポート オブ アイエス エスピ
ー，アイエスエスエヌ〔Yoshikazu Miyahara et.al.,Te
chnical Report of ISSP,ISSN 0082−4798,Ser.B,No.2
1,September,1984〕において、第４図に示すような偏向
磁石を２つに分割する構成である。第４図において、21
は偏向磁石、22は集束用４極子磁石、23は発散用４極子
磁石である。４極子磁石の配置は直線部20の中央（図中
に一点鎖線BB′で示す）に対して一方が集束用、他方が
発散用のため対称ではない。
が、テクニカル レポート オブ アイエス エスピ
ー，アイエスエスエヌ〔Yoshikazu Miyahara et.al.,Te
chnical Report of ISSP,ISSN 0082−4798,Ser.B,No.2
1,September,1984〕において、第４図に示すような偏向
磁石を２つに分割する構成である。第４図において、21
は偏向磁石、22は集束用４極子磁石、23は発散用４極子
磁石である。４極子磁石の配置は直線部20の中央（図中
に一点鎖線BB′で示す）に対して一方が集束用、他方が
発散用のため対称ではない。
この構成では、各偏向磁石間に直線部を有するため、
（ａ）高周波加速装置、（ｂ）電子入射装置、を直線部
に設置でき、また４極子磁石等の配置によりビームの調
整ができるので従来から多用されており、したがって安
定に動作するものが利用でき、前述した１台の偏向磁石
で構成する蓄積リングに伴う問題点は回避できる。
（ａ）高周波加速装置、（ｂ）電子入射装置、を直線部
に設置でき、また４極子磁石等の配置によりビームの調
整ができるので従来から多用されており、したがって安
定に動作するものが利用でき、前述した１台の偏向磁石
で構成する蓄積リングに伴う問題点は回避できる。
第４図においては、偏向磁石に磁場勾配をもたせること
により、４極子磁石を省略することも可能である。この
場合、電子が安定にリング内を周回するためには式
〔１〕の関係が満足されることが必須である。
により、４極子磁石を省略することも可能である。この
場合、電子が安定にリング内を周回するためには式
〔１〕の関係が満足されることが必須である。
Ｌ＜ρ …〔１〕 ここで、Ｌは直線部の長さ、ρは偏向磁石内での電子軌
道半径であり、 ρ＝3.3333×E/B …〔２〕 で与えられる。ここで、Ｅは電子エネルギー、Ｂは偏向
磁石の磁場強度である。
道半径であり、 ρ＝3.3333×E/B …〔２〕 で与えられる。ここで、Ｅは電子エネルギー、Ｂは偏向
磁石の磁場強度である。
直線部には電子入射装置や高周波加速装置等を設置する
ため、ある最低の長さが必要である。第４図で４極子磁
石を省略する場合、直線部を長くすると、式〔１〕に従
い偏向磁石内での電子軌道半径を大きくする必要があ
り、このことが偏向磁石の寸法増大と偏向磁石内の水平
方向電子ビーム寸法の増大を招き、蓄積リング設計の際
の拘束条件となる。
ため、ある最低の長さが必要である。第４図で４極子磁
石を省略する場合、直線部を長くすると、式〔１〕に従
い偏向磁石内での電子軌道半径を大きくする必要があ
り、このことが偏向磁石の寸法増大と偏向磁石内の水平
方向電子ビーム寸法の増大を招き、蓄積リング設計の際
の拘束条件となる。
この問題を除くためには、第４図に示すように直線部に
４極子磁石を配置するのが良い。第４図の例では、各直
線部に集束用４極子磁石・発散用４極子磁石が各一台ず
つ設置されている。第５図（ａ）・（ｂ）に第４図の構
成における、ベータ関数βｘ・βｙ、エネルギー分散関
数ηｘ、水平・垂直方向ビーム寸法σｘ・σｙの数値例
を示す。24,25,26はそれぞれ21,22,23の位置に対応す
る。産業用の蓄積リングでは、SOR光の光源となる偏向
磁石内水平方向電子ビーム寸法σｘがある程度小さいこ
とが要求される。なお、ベータ関数はビーム寸法、しょ
うらんによる軌道のずれ、電子の振動数等を導く基礎的
な関数である。例えば、Ｘ線リソグラフィ用の蓄積リン
グにおいては、σｘと転写されるLSIパターンのボケδ
との間には式〔３〕なる関係がある。
４極子磁石を配置するのが良い。第４図の例では、各直
線部に集束用４極子磁石・発散用４極子磁石が各一台ず
つ設置されている。第５図（ａ）・（ｂ）に第４図の構
成における、ベータ関数βｘ・βｙ、エネルギー分散関
数ηｘ、水平・垂直方向ビーム寸法σｘ・σｙの数値例
を示す。24,25,26はそれぞれ21,22,23の位置に対応す
る。産業用の蓄積リングでは、SOR光の光源となる偏向
磁石内水平方向電子ビーム寸法σｘがある程度小さいこ
とが要求される。なお、ベータ関数はビーム寸法、しょ
うらんによる軌道のずれ、電子の振動数等を導く基礎的
な関数である。例えば、Ｘ線リソグラフィ用の蓄積リン
グにおいては、σｘと転写されるLSIパターンのボケδ
との間には式〔３〕なる関係がある。
δ＝2gθοx/A. …〔３〕 ここで、ｇはマスクとウエハ間の距離、θはSOR光の集
光角（有効に使用できる角）、Ａは転写するウエハ上の
幅である。この式より明らかなように、σｘの大小が転
写されたパターンの質に大きく影響する。また、他の条
件が同じなら、σｘが小さくなるとθは大きくなるの
で、ビーム寸法が大きいので直接利用できるSOR光量を
大きくとることができる。すなわち、同じ蓄積された電
子の電流で大きなパワーを利用できる。式〔３〕に代表
的数値を代入するとσｘは1mm以下であることが望まし
い。しかし、第４図の構成では第５図より明らかなよう
にこの条件を満たすのは偏向磁石内の一部に限定されて
いる。なおσｘ，σｙはそれぞれ に比例する。
光角（有効に使用できる角）、Ａは転写するウエハ上の
幅である。この式より明らかなように、σｘの大小が転
写されたパターンの質に大きく影響する。また、他の条
件が同じなら、σｘが小さくなるとθは大きくなるの
で、ビーム寸法が大きいので直接利用できるSOR光量を
大きくとることができる。すなわち、同じ蓄積された電
子の電流で大きなパワーを利用できる。式〔３〕に代表
的数値を代入するとσｘは1mm以下であることが望まし
い。しかし、第４図の構成では第５図より明らかなよう
にこの条件を満たすのは偏向磁石内の一部に限定されて
いる。なおσｘ，σｙはそれぞれ に比例する。
また、産業用の蓄積リングには、1A程度の電子電流を蓄
積するのが不可欠である。蓄積電流が大きくなると、電
子相互作用により電子ビームが不安定になることが知ら
れている。この不安定性のなかで重要なのはHEAD−TAIL
効果と呼ばれるものであるが、この効果は６極子を蓄積
リング内に設置して色収差を除去すれば回避できる。し
たがって、大電流蓄積リングには６極子磁石の設置が不
可欠となる。この６極子磁石を設置する場所としては、
水平・垂直方向のベータ函数βｘ・βｙが βｘ＞βｙ …〔４〕 なる場所と βｘ＜βｙ …〔５〕 なる場所にそれぞれ１台づつ設置するのが通例である。
しかし、第４図の構成においては第５図より明らかに、
水平・垂直方向のベータ函数は蓄積リング内のいずれの
場所でも βｘ＜βｙ …〔６〕 であり、これは６極子磁石の設置に不都合であることを
意味している。また、第４図の構成では、４極子磁石の
動作領域が狭いという問題点も有している。
積するのが不可欠である。蓄積電流が大きくなると、電
子相互作用により電子ビームが不安定になることが知ら
れている。この不安定性のなかで重要なのはHEAD−TAIL
効果と呼ばれるものであるが、この効果は６極子を蓄積
リング内に設置して色収差を除去すれば回避できる。し
たがって、大電流蓄積リングには６極子磁石の設置が不
可欠となる。この６極子磁石を設置する場所としては、
水平・垂直方向のベータ函数βｘ・βｙが βｘ＞βｙ …〔４〕 なる場所と βｘ＜βｙ …〔５〕 なる場所にそれぞれ１台づつ設置するのが通例である。
しかし、第４図の構成においては第５図より明らかに、
水平・垂直方向のベータ函数は蓄積リング内のいずれの
場所でも βｘ＜βｙ …〔６〕 であり、これは６極子磁石の設置に不都合であることを
意味している。また、第４図の構成では、４極子磁石の
動作領域が狭いという問題点も有している。
本発明は、従来の偏向磁石の数が２台と小型で安価なシ
ンクロトロン放射光発生装置においては、偏向磁石内の
σｘが1mm以下の領域が狭く、かつ蓄積リング内にβｘ
β＞ｙなる場所とβｘ＜βｙなる場所を形成することが
できないという欠点、その他の上述の欠点を解決するこ
とにより、産業用SOR光源としての蓄積リングの構成を
あたえ、産業用として不可欠な大強度の電子を安定に蓄
積することができる装置を提供することを目的とする。
ンクロトロン放射光発生装置においては、偏向磁石内の
σｘが1mm以下の領域が狭く、かつ蓄積リング内にβｘ
β＞ｙなる場所とβｘ＜βｙなる場所を形成することが
できないという欠点、その他の上述の欠点を解決するこ
とにより、産業用SOR光源としての蓄積リングの構成を
あたえ、産業用として不可欠な大強度の電子を安定に蓄
積することができる装置を提供することを目的とする。
本発明は、偏向磁石を用いて電子を周回させシンクロト
ロン放射光を発生させる装置において、偏向磁石の数が
２台で、かつ、偏向磁石間の２つの直線部に配置する発
散用及び集束用の４極子磁石群が各々の直線部の中央に
対して対称的に配置されているものである。
ロン放射光を発生させる装置において、偏向磁石の数が
２台で、かつ、偏向磁石間の２つの直線部に配置する発
散用及び集束用の４極子磁石群が各々の直線部の中央に
対して対称的に配置されているものである。
また、前記４極子磁石群が１台の集束用４極子磁石と２
台の発散用４極子磁石からなっているものである。
台の発散用４極子磁石からなっているものである。
本発明の構成ではβｘ・βｙの大小関係が逆転する場所
が発生し、βｘを小さくできるのでσｘも小さくなる。
このため偏向磁場強度を大きくすることがでる、かつHE
AD−TAIL効果を回避できるので大電流蓄積リングで電子
ビームを安定化できる。
が発生し、βｘを小さくできるのでσｘも小さくなる。
このため偏向磁場強度を大きくすることがでる、かつHE
AD−TAIL効果を回避できるので大電流蓄積リングで電子
ビームを安定化できる。
また、本発明の構成では４極子磁石の励磁量は小さいか
ら、磁石本体の寸法も小さくでき経済的である。
ら、磁石本体の寸法も小さくでき経済的である。
第１図に本発明の一実施例を示す。第１図において、41
は偏向磁石、42は集束用４極子磁石、43は発散用４極子
磁石である。２つの偏向磁石41の間にある２つの各直線
部40に１台の集束用４極子磁石42と２台の発散用４極子
磁石43を、直線部の中央（図中に一点鎖線AA′で示す）
に対して対称に配置している。第２図に第１図の構成に
おけるベータ関数βｘ・βｙおよびエネルギー分散関数
ηの数値計算例を示す。第２図中の45は発散用４極子磁
石43、44は集束用４極子磁石42、46は偏向磁石41の位置
に対応する。第２図より明らかなように、本発明の構成
ではβｘ・βｙの大小関数が逆転する場所を発生するこ
とが可能であり、既に述べた従来法の欠点の一つが回避
できる。また、偏向磁石内のβｘを小さくできる事も特
徴の一つである。偏向磁石内のβｘを小さくできる事か
ら、次の特徴が出てくる。
は偏向磁石、42は集束用４極子磁石、43は発散用４極子
磁石である。２つの偏向磁石41の間にある２つの各直線
部40に１台の集束用４極子磁石42と２台の発散用４極子
磁石43を、直線部の中央（図中に一点鎖線AA′で示す）
に対して対称に配置している。第２図に第１図の構成に
おけるベータ関数βｘ・βｙおよびエネルギー分散関数
ηの数値計算例を示す。第２図中の45は発散用４極子磁
石43、44は集束用４極子磁石42、46は偏向磁石41の位置
に対応する。第２図より明らかなように、本発明の構成
ではβｘ・βｙの大小関数が逆転する場所を発生するこ
とが可能であり、既に述べた従来法の欠点の一つが回避
できる。また、偏向磁石内のβｘを小さくできる事も特
徴の一つである。偏向磁石内のβｘを小さくできる事か
ら、次の特徴が出てくる。
（ａ）偏向磁石内での水平方向ビーム寸法σｘが小さ
い。
い。
（ｂ）各磁石の設置誤差・地磁気等の誤差磁場に影響す
る基準軌道の歪が偏向磁石内で小さい。
る基準軌道の歪が偏向磁石内で小さい。
上記（ａ）により、利用可能なSOR光パワーが大きくな
ることは既に説明した。また、本発明の構成において
は、偏向磁石内において水平方向の電子ビーム寸法σｘ
を1mm以下にすることが可能である。産業用のSOR光発生
装置は放射パワーを大きくし、かつ、偏向磁石内での水
平方向ビーム寸法σｘを小さくするという点から、同じ
エネルギーで偏向磁石磁場強度を大きくするとσｘを小
さくするのに有利である。特に近年超電導技術の進展を
鑑みると、超電導磁石を利用して磁場強度を高め、前述
の特徴を出すとともに偏向磁石励磁電力を大幅に低減し
てライニングコストを大幅に削減することが有利と考え
られる。一方、超電導磁石においては、磁石内の水平方
向の磁場強度の均一度を確保するのが困難であるが、前
記（ｂ）の特徴により、本発明の構成においては、誤差
磁場によるゆらぎが小さいので必要とする均一磁場領域
面積も狭くてよくなるので、本発明の構成は超電導磁石
に適しており、前述の特徴を生かした装置の実現が可能
となる。さらに、本発明の構成の特徴として、偏向磁石
内でβｙが大きく且つほぼ一定値であることが挙げられ
る。βｙが大きいことは、そこにおける垂直方向ビーム
寸法が大きいことを意味している。Ｘ線リソグラフィ等
の応用には、SOR光の垂直方向の拡大が主要な課題とな
っているが、本構成では、垂直方向のビーム寸法が大き
いためSOR光が垂直方向に広がってでてくる。また、偏
向磁石内部のβｙに均一性より、SOR光をどこで利用し
てもその広がり具合は一定である。
ることは既に説明した。また、本発明の構成において
は、偏向磁石内において水平方向の電子ビーム寸法σｘ
を1mm以下にすることが可能である。産業用のSOR光発生
装置は放射パワーを大きくし、かつ、偏向磁石内での水
平方向ビーム寸法σｘを小さくするという点から、同じ
エネルギーで偏向磁石磁場強度を大きくするとσｘを小
さくするのに有利である。特に近年超電導技術の進展を
鑑みると、超電導磁石を利用して磁場強度を高め、前述
の特徴を出すとともに偏向磁石励磁電力を大幅に低減し
てライニングコストを大幅に削減することが有利と考え
られる。一方、超電導磁石においては、磁石内の水平方
向の磁場強度の均一度を確保するのが困難であるが、前
記（ｂ）の特徴により、本発明の構成においては、誤差
磁場によるゆらぎが小さいので必要とする均一磁場領域
面積も狭くてよくなるので、本発明の構成は超電導磁石
に適しており、前述の特徴を生かした装置の実現が可能
となる。さらに、本発明の構成の特徴として、偏向磁石
内でβｙが大きく且つほぼ一定値であることが挙げられ
る。βｙが大きいことは、そこにおける垂直方向ビーム
寸法が大きいことを意味している。Ｘ線リソグラフィ等
の応用には、SOR光の垂直方向の拡大が主要な課題とな
っているが、本構成では、垂直方向のビーム寸法が大き
いためSOR光が垂直方向に広がってでてくる。また、偏
向磁石内部のβｙに均一性より、SOR光をどこで利用し
てもその広がり具合は一定である。
SOR光照射領域を垂直方向に拡大する手法として、例え
ば特願昭60−180427において開示されているように、電
子ビーム軌道を垂直方向に偏向する手法が提案されてい
る。この場合には、本発明の構成の対称性という特徴が
生かされ、理想的なSOR光照射領域の垂直方向拡大が可
能となる。他の特徴として、直線部の４極子磁石配置の
柔軟性が挙げられる。偏向磁石として超電導磁石を用い
る場合、偏向磁石からの漏洩磁場が大きく、この漏洩磁
場と４極子磁石との干渉が問題となる。これを回避する
ために、４極子磁石と偏向磁石の距離を遠ざけることが
有効であるが、一般的な蓄積リング構成においては、偏
向磁石と４極子磁石間の距離を大きくすると、安定領域
が狭くなったりビーム特性が悪化する等の弊害を生じる
傾向が見られる。しかし、本発明においては、数値計算
によると４極子磁石と偏向磁石の間隔を1.2m以上にして
も既に述べた各特徴は保たれるので、漏洩磁場の問題は
回避できる。
ば特願昭60−180427において開示されているように、電
子ビーム軌道を垂直方向に偏向する手法が提案されてい
る。この場合には、本発明の構成の対称性という特徴が
生かされ、理想的なSOR光照射領域の垂直方向拡大が可
能となる。他の特徴として、直線部の４極子磁石配置の
柔軟性が挙げられる。偏向磁石として超電導磁石を用い
る場合、偏向磁石からの漏洩磁場が大きく、この漏洩磁
場と４極子磁石との干渉が問題となる。これを回避する
ために、４極子磁石と偏向磁石の距離を遠ざけることが
有効であるが、一般的な蓄積リング構成においては、偏
向磁石と４極子磁石間の距離を大きくすると、安定領域
が狭くなったりビーム特性が悪化する等の弊害を生じる
傾向が見られる。しかし、本発明においては、数値計算
によると４極子磁石と偏向磁石の間隔を1.2m以上にして
も既に述べた各特徴は保たれるので、漏洩磁場の問題は
回避できる。
本発明の構成では、例えば第４図の構成に比較すると４
極子磁石の数が多い。表１に示す４極子磁石励磁量の比
較より明らかなように、本発明の構成では４極子磁石の
励磁量は小さいから、磁石本体の寸法も小さくでき、磁
石の製作コストを低減できる。また、励磁電流の２乗に
比例する電力料も少なくランニングコストも低減でき
る。以上により、本発明において４極子磁石数が多いこ
とは、経済的観点では欠点にはならない。
極子磁石の数が多い。表１に示す４極子磁石励磁量の比
較より明らかなように、本発明の構成では４極子磁石の
励磁量は小さいから、磁石本体の寸法も小さくでき、磁
石の製作コストを低減できる。また、励磁電流の２乗に
比例する電力料も少なくランニングコストも低減でき
る。以上により、本発明において４極子磁石数が多いこ
とは、経済的観点では欠点にはならない。
〔発明の効果〕 本発明は偏向磁石の数が２台と小型で安価なシンクロト
ロン放射光発生装置において、偏向磁石内のσｘが1mm
以下の領域を広くでき、かつ蓄積リング内にβｘ＞βｙ
なる場所とβｘ＜βｙなる場所を形成することができる
ので、大強度の電子を安定に蓄積できる。なお、 （ａ）強度の大きいSOR光が取り出せる。
ロン放射光発生装置において、偏向磁石内のσｘが1mm
以下の領域を広くでき、かつ蓄積リング内にβｘ＞βｙ
なる場所とβｘ＜βｙなる場所を形成することができる
ので、大強度の電子を安定に蓄積できる。なお、 （ａ）強度の大きいSOR光が取り出せる。
（ｂ）偏向磁石内での水平方向電子ビーム寸法が小さ
い。
い。
（ｃ）SOR光の照射領域の垂直方向拡大が可能である。
（ｄ）入射系・高周波加速系等に従来技術が適用可能で
ある。
ある。
（ｅ）超電導偏向磁石の使用に適しているため、経済的
なSOR光光源となる。
なSOR光光源となる。
という効果も有する。
第１図は本発明の一実施例である。 第２図は第１図の構成におけるベータ関数βｘ・βｙ・
エネルギー分散関数ηの数値計算例である。 第３図は従来利用されている多目的研究用電子蓄積リン
グの例である。 第４図は産業用として提案されている蓄積リングの例で
ある。 第５図は第４図の構成におけるベータ関数βｘ・βｙ・
エネルギー分散関数ηｘの数値計算例である。 11……偏向磁石、12……集束用４極子磁石、13……発散
用４極子磁石、21……偏向磁石、22……集束用４極子磁
石、23……発散用４極子磁石、41……偏向磁石、42……
集束用４極子磁石、43……発散用４極子磁石。
エネルギー分散関数ηの数値計算例である。 第３図は従来利用されている多目的研究用電子蓄積リン
グの例である。 第４図は産業用として提案されている蓄積リングの例で
ある。 第５図は第４図の構成におけるベータ関数βｘ・βｙ・
エネルギー分散関数ηｘの数値計算例である。 11……偏向磁石、12……集束用４極子磁石、13……発散
用４極子磁石、21……偏向磁石、22……集束用４極子磁
石、23……発散用４極子磁石、41……偏向磁石、42……
集束用４極子磁石、43……発散用４極子磁石。
Claims (2)
- 【請求項１】偏向磁石を用いて電子を周回させシンクロ
トロン放射光を発生させる装置において、偏向磁石の数
が２台で、かつ、偏向磁石間の２つの直線部に配置する
発散用及び集束用の４極子磁石群が各々の直線部の中央
に対して対称的に配置されていることを特徴とするシン
クロトロン放射光発生装置。 - 【請求項２】前記４極子磁石群が１台の集束用４極子磁
石と２台の発散用４極子磁石からなっていることを特徴
とする特許請求の範囲第１項記載のシンクロトロン放射
光発生装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62034928A JPH0756840B2 (ja) | 1987-02-18 | 1987-02-18 | シンクロトロン放射光発生装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62034928A JPH0756840B2 (ja) | 1987-02-18 | 1987-02-18 | シンクロトロン放射光発生装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63202900A JPS63202900A (ja) | 1988-08-22 |
| JPH0756840B2 true JPH0756840B2 (ja) | 1995-06-14 |
Family
ID=12427859
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62034928A Expired - Lifetime JPH0756840B2 (ja) | 1987-02-18 | 1987-02-18 | シンクロトロン放射光発生装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0756840B2 (ja) |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6353900A (ja) * | 1986-08-25 | 1988-03-08 | 三菱電機株式会社 | 荷電粒子蓄積リング装置 |
-
1987
- 1987-02-18 JP JP62034928A patent/JPH0756840B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63202900A (ja) | 1988-08-22 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |