JPH0758421A - 自由電子レーザ発生装置およびその方法 - Google Patents
自由電子レーザ発生装置およびその方法Info
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- JPH0758421A JPH0758421A JP20421193A JP20421193A JPH0758421A JP H0758421 A JPH0758421 A JP H0758421A JP 20421193 A JP20421193 A JP 20421193A JP 20421193 A JP20421193 A JP 20421193A JP H0758421 A JPH0758421 A JP H0758421A
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- free electron
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 ＦＥＬ発生装置において、自動もしくは遠隔
操作によって正確にミラー系の光軸を調整し、ＦＥＬを
発振させる。 【構成】 アンジュレータ磁場２中の相異なる２点以上
における電子ビームの放射する光を検出することにより
電子ビームの軌道を同定し、共振器ミラー４，５のチル
トおよびパン方向の調整または電子ビームの軌道を調整
することにより、電子ビームと共振器ミラーの光軸を重
ね合わせる電子ビーム−光軸軸調整と自由電子レーザの
発振波長域の出力を検出することにより共振器ミラーの
光軸方向の間隔調整または電子ビームパルス間隔調整を
行う。
操作によって正確にミラー系の光軸を調整し、ＦＥＬを
発振させる。 【構成】 アンジュレータ磁場２中の相異なる２点以上
における電子ビームの放射する光を検出することにより
電子ビームの軌道を同定し、共振器ミラー４，５のチル
トおよびパン方向の調整または電子ビームの軌道を調整
することにより、電子ビームと共振器ミラーの光軸を重
ね合わせる電子ビーム−光軸軸調整と自由電子レーザの
発振波長域の出力を検出することにより共振器ミラーの
光軸方向の間隔調整または電子ビームパルス間隔調整を
行う。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、例えば、ＲＦライナッ
クや蓄積リングなど、自由電子レーザ（以下、ＦＥＬと
いう）発生装置およびその方法に関する。
クや蓄積リングなど、自由電子レーザ（以下、ＦＥＬと
いう）発生装置およびその方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】一般的なＦＥＬ発生方法は、電子加速器
から高エネルギーの電子ビームを射出して、ＲＦライナ
ックや蓄積リングに設置した、周期的に磁極を変化させ
たアンジュレータ磁石のギャップの間に入射し、入射し
た電子ビームを磁場の中で何回も蛇行させ、そのときに
発生する自然放射光（ Spontaneous Emission 以下、Ｓ
Ｅ光という）を、磁場を間にして向合う共振器ミラー
（ミラー系）の間を往復させ、後続する電子ビームに重
畳してＦＥＬを発振させている。さて、このようにして
ＦＥＬを発振させるには、ＳＥ光をミラー系に閉込めて
その間を往復させると同時に、往復ごとに電子ビームを
ＳＥ光に重畳させなければＦＥＬを発振させることはで
きない。そこで、まず、ミラーの角度を精密に調整し、
ミラー系の光軸を電子ビーム軌道軸に重合わせてＳＥ光
をミラー系の中に閉込める必要がある。ところで電子ビ
ーム中の電子は連続流ではなく、一定間隔で配列された
電子バンチ（電子の集合体）になっている。このため、
ＳＥ光はパルスになって発生しており、往復ごとに電子
バンチをＳＥ光に同期させ、重畳させるためには、さら
にミラー系の光軸方向の間隔を正確に調整しなければな
らない。しかし、ＦＥＬの発生については、例えば、特
開平３−２８０５８６号公報、特開平４−４２９８７号
公報などに記載されているが、具体的なＦＥＬの発振操
作については何等示唆されていない。
から高エネルギーの電子ビームを射出して、ＲＦライナ
ックや蓄積リングに設置した、周期的に磁極を変化させ
たアンジュレータ磁石のギャップの間に入射し、入射し
た電子ビームを磁場の中で何回も蛇行させ、そのときに
発生する自然放射光（ Spontaneous Emission 以下、Ｓ
Ｅ光という）を、磁場を間にして向合う共振器ミラー
（ミラー系）の間を往復させ、後続する電子ビームに重
畳してＦＥＬを発振させている。さて、このようにして
ＦＥＬを発振させるには、ＳＥ光をミラー系に閉込めて
その間を往復させると同時に、往復ごとに電子ビームを
ＳＥ光に重畳させなければＦＥＬを発振させることはで
きない。そこで、まず、ミラーの角度を精密に調整し、
ミラー系の光軸を電子ビーム軌道軸に重合わせてＳＥ光
をミラー系の中に閉込める必要がある。ところで電子ビ
ーム中の電子は連続流ではなく、一定間隔で配列された
電子バンチ（電子の集合体）になっている。このため、
ＳＥ光はパルスになって発生しており、往復ごとに電子
バンチをＳＥ光に同期させ、重畳させるためには、さら
にミラー系の光軸方向の間隔を正確に調整しなければな
らない。しかし、ＦＥＬの発生については、例えば、特
開平３−２８０５８６号公報、特開平４−４２９８７号
公報などに記載されているが、具体的なＦＥＬの発振操
作については何等示唆されていない。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】従来、ミラー系の調整
は目視の試行錯誤に頼っていた。このため、例えば蓄積
リングのミラー系の調整に１月以上を要することも珍し
くなかった。また、例えば、ＲＦライナックを使用する
場合には、人体に対する安全上の問題から運転中にＦＥ
Ｌ発生装置に近接してミラーを調整することができず、
調節の度に装置を一旦停止しなければならなかった。研
究段階ではとにかく、このような状態ではＦＥＬの実用
化は困難である。
は目視の試行錯誤に頼っていた。このため、例えば蓄積
リングのミラー系の調整に１月以上を要することも珍し
くなかった。また、例えば、ＲＦライナックを使用する
場合には、人体に対する安全上の問題から運転中にＦＥ
Ｌ発生装置に近接してミラーを調整することができず、
調節の度に装置を一旦停止しなければならなかった。研
究段階ではとにかく、このような状態ではＦＥＬの実用
化は困難である。
【０００４】本発明は、ＦＥＬ利用の実用化に向け、Ｆ
ＥＬ発生装置運転中に、装置と離隔された場所から迅速
かつ正確にミラー系を遠隔調整し、ＦＥＬを発振させる
ことのできるＦＥＬ発生方法およびその装置を研究し完
成したものである。
ＥＬ発生装置運転中に、装置と離隔された場所から迅速
かつ正確にミラー系を遠隔調整し、ＦＥＬを発振させる
ことのできるＦＥＬ発生方法およびその装置を研究し完
成したものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明は、自由電子レー
ザ発生装置において、アンジュレータ磁場中の相異なる
２点以上における電子ビームの放射する光を検出する光
検出系と該光検出系の出力信号により電子ビームの軌道
を同定し共振器ミラーの光軸を電子ビームに重ね合わせ
る調整を統括する演算部と該演算部の出力信号により共
振器ミラーを駆動させるミラー駆動部からなることを特
徴とした、自由電子レーザ発生装置を提供する。前記の
光検出系には、望遠鏡機能を有した光学系を用いること
ができる。また、前記の共振器ミラーの光軸の調整に参
照用レーザを用いるとよい。さらに、電子ビームのアン
ジュレータへの入射面および取り出し面に対しアンジュ
レータ中の電子の蛇行運動面（磁場方向に垂直な面）を
傾けることができる。電子の蛇行運動面を傾けた場合に
は、アンジュレータと光検出系の間に偏光板を設けるこ
とが好ましい。
ザ発生装置において、アンジュレータ磁場中の相異なる
２点以上における電子ビームの放射する光を検出する光
検出系と該光検出系の出力信号により電子ビームの軌道
を同定し共振器ミラーの光軸を電子ビームに重ね合わせ
る調整を統括する演算部と該演算部の出力信号により共
振器ミラーを駆動させるミラー駆動部からなることを特
徴とした、自由電子レーザ発生装置を提供する。前記の
光検出系には、望遠鏡機能を有した光学系を用いること
ができる。また、前記の共振器ミラーの光軸の調整に参
照用レーザを用いるとよい。さらに、電子ビームのアン
ジュレータへの入射面および取り出し面に対しアンジュ
レータ中の電子の蛇行運動面（磁場方向に垂直な面）を
傾けることができる。電子の蛇行運動面を傾けた場合に
は、アンジュレータと光検出系の間に偏光板を設けるこ
とが好ましい。
【０００６】そして、自由電子レーザ発生方法におい
て、アンジュレータ磁場中の相異なる２点以上における
電子ビームの放射する光を検出することにより電子ビー
ムの軌道を同定し、共振器ミラーのチルトおよびパン方
向の調整または電子ビームの軌道を調整することにより
電子ビームと共振器ミラーの光軸を重ね合わせる電子ビ
ーム−光軸軸調整と、自由電子レーザの発振波長域の出
力を検出することにより共振器ミラーの光軸方向の間隔
調整または電子ビームパルス間隔調整を行うことを特徴
とする、自由電子レーザ発生方法を提供する。この自由
電子レーザ発生方法において、電子ビームの放射する光
に遷移放射光を用いることができる。
て、アンジュレータ磁場中の相異なる２点以上における
電子ビームの放射する光を検出することにより電子ビー
ムの軌道を同定し、共振器ミラーのチルトおよびパン方
向の調整または電子ビームの軌道を調整することにより
電子ビームと共振器ミラーの光軸を重ね合わせる電子ビ
ーム−光軸軸調整と、自由電子レーザの発振波長域の出
力を検出することにより共振器ミラーの光軸方向の間隔
調整または電子ビームパルス間隔調整を行うことを特徴
とする、自由電子レーザ発生方法を提供する。この自由
電子レーザ発生方法において、電子ビームの放射する光
に遷移放射光を用いることができる。
【０００７】
【作用と実施態様例】本発明のＦＥＬ発生装置およびＦ
ＥＬ発生方法は、ミラー系（共振器ミラー）を利用して
ＦＥＬを発生する場合に、ミラー系の調整設定を遠隔操
作によって迅速、かつ必要に応じて自動的に行い、ＳＥ
光を重畳しＦＥＬを発振させるものである。本発明のＦ
ＥＬ発生装置およびその発生方法を実施態様例を示す図
面を参照しつつ、説明する。図１は、本発明のＦＥＬ発
生装置の一例を示すフローシートであり、図２、図３お
よび図４は、本発明のＦＥＬ発生方法の一例を示す一連
のフローチャートであり、図５は、位置モニタの斜視図
である。
ＥＬ発生方法は、ミラー系（共振器ミラー）を利用して
ＦＥＬを発生する場合に、ミラー系の調整設定を遠隔操
作によって迅速、かつ必要に応じて自動的に行い、ＳＥ
光を重畳しＦＥＬを発振させるものである。本発明のＦ
ＥＬ発生装置およびその発生方法を実施態様例を示す図
面を参照しつつ、説明する。図１は、本発明のＦＥＬ発
生装置の一例を示すフローシートであり、図２、図３お
よび図４は、本発明のＦＥＬ発生方法の一例を示す一連
のフローチャートであり、図５は、位置モニタの斜視図
である。
【０００８】さて、本発明に使用するＦＥＬ発生装置
は、基本的に高エネルギーの電子ビームを作る電子加速
器１と、この電子ビームを蛇行させるための磁場２を形
成するアンジュレータ３と、磁場２内に打込まれた電子
ビームから発生するＳＥ光を重畳させるためのミラー系
とから構成されている。ここにいうミラー系は、磁場内
においてＳＥ光もしくは放射光を往復させるためのミラ
ー群を指し、本実施態様例では、取出ミラー４と全反射
ミラー５とで構成されている。そして、磁場２中におけ
る電子ビーム軌道にミラー系の光軸を重合せ、さらに、
ミラー４と５との間隔を調整し、その間を往復するＳＥ
光と電子ビームから発生するＳＥ光とを共振させ、ＦＥ
Ｌである誘導放射光を発生させる。以下、好ましい実施
態様例を中心に具体的に説明する。
は、基本的に高エネルギーの電子ビームを作る電子加速
器１と、この電子ビームを蛇行させるための磁場２を形
成するアンジュレータ３と、磁場２内に打込まれた電子
ビームから発生するＳＥ光を重畳させるためのミラー系
とから構成されている。ここにいうミラー系は、磁場内
においてＳＥ光もしくは放射光を往復させるためのミラ
ー群を指し、本実施態様例では、取出ミラー４と全反射
ミラー５とで構成されている。そして、磁場２中におけ
る電子ビーム軌道にミラー系の光軸を重合せ、さらに、
ミラー４と５との間隔を調整し、その間を往復するＳＥ
光と電子ビームから発生するＳＥ光とを共振させ、ＦＥ
Ｌである誘導放射光を発生させる。以下、好ましい実施
態様例を中心に具体的に説明する。
【０００９】第１に、磁場２の主軸方向、すなわち、電
子ビーム軌道方向の異なる複数の位置、本実施態様例で
は２つの位置において、電子ビームから発生する光の位
置を検出する位置モニタ７および８を利用して検出す
る。位置モニタの斜視図を図５に示す。位置モニタは、
ＯＴＲ板（ Optical Transition Radiation Plate)２
１、すなわち、電子ビームの位置を検出するためのアル
ミニウムなどの金属箔の部分と、ハーフミラー２２、す
なわちレーザ光の位置を検出するための石英板とから構
成されている。そして、位置モニタ７および８は、それ
ぞれＯＴＲ板２１およびハーフミラー２２を、容易に磁
場２内に挿入したり取出したりすることができるように
ＦＥＬ発生装置本体に取付けられている。
子ビーム軌道方向の異なる複数の位置、本実施態様例で
は２つの位置において、電子ビームから発生する光の位
置を検出する位置モニタ７および８を利用して検出す
る。位置モニタの斜視図を図５に示す。位置モニタは、
ＯＴＲ板（ Optical Transition Radiation Plate)２
１、すなわち、電子ビームの位置を検出するためのアル
ミニウムなどの金属箔の部分と、ハーフミラー２２、す
なわちレーザ光の位置を検出するための石英板とから構
成されている。そして、位置モニタ７および８は、それ
ぞれＯＴＲ板２１およびハーフミラー２２を、容易に磁
場２内に挿入したり取出したりすることができるように
ＦＥＬ発生装置本体に取付けられている。
【００１０】まず、シャッターＳOpt 以外のシャッター
を閉じ、位置モニタ７および８のＯＴＲ板を磁場２内に
挿入し、ＯＴＲ板上の遷移放射光（ＯＴＲ光）をＣＣＤ
カメラで検出し、アンジュレータ３中の相異なる２点の
電子ビーム位置を測定する。ビームアナライザー９およ
び１０は、それぞれ主軸方向の相異なる２点のＯＴＲ光
を測定し、主軸方向とは直角な面の座標を求め、電子ビ
ームの位置を検出するのである。電子ビームの断面は点
ではなく拡がりをもつので、その中心的な位置を求める
必要がある。電子ビームの位置を迅速かつ正確に検出す
るには、まず、低倍率で測定して電子ビームの位置を視
野内に入れる。この具体的手段としては、公知の、ＣＣ
Ｄカメラを用いたビームプロフィールのモニターを用い
ることができる。また、望遠鏡を用い、下流方向から電
子ビームが発生させるＳＥ光を焦点を変えて測定するこ
とにより、アンジュレータ３内の各部の電子ビーム位置
を同定することができる。
を閉じ、位置モニタ７および８のＯＴＲ板を磁場２内に
挿入し、ＯＴＲ板上の遷移放射光（ＯＴＲ光）をＣＣＤ
カメラで検出し、アンジュレータ３中の相異なる２点の
電子ビーム位置を測定する。ビームアナライザー９およ
び１０は、それぞれ主軸方向の相異なる２点のＯＴＲ光
を測定し、主軸方向とは直角な面の座標を求め、電子ビ
ームの位置を検出するのである。電子ビームの断面は点
ではなく拡がりをもつので、その中心的な位置を求める
必要がある。電子ビームの位置を迅速かつ正確に検出す
るには、まず、低倍率で測定して電子ビームの位置を視
野内に入れる。この具体的手段としては、公知の、ＣＣ
Ｄカメラを用いたビームプロフィールのモニターを用い
ることができる。また、望遠鏡を用い、下流方向から電
子ビームが発生させるＳＥ光を焦点を変えて測定するこ
とにより、アンジュレータ３内の各部の電子ビーム位置
を同定することができる。
【００１１】参照用のレーザ光を用いる方法では、ま
ず、低倍率で測定してＯＴＲ光を視野内に入れた後、シ
ャッターＳLas を開いてレーザ光源１１から参照用レー
ザ光を磁場２内に投光する。位置モニタ７および８のＯ
ＴＲ板をハーフミラーに切り替え、ＯＴＲ光の位置を測
定したのと同様にして低倍率で参照用レーザ光の位置を
検出し、視野中に入れる。ついで、レーザ光軸調整ユニ
ット１２を用い中心座標をＯＴＲ光のそれに重ねる。シ
ャッターＳLas を閉じて検出レベルを高倍率にあげ、視
野に入れたＯＴＲ光（電子ビーム）の中心座標を求め
る。低倍率測定の場合と同様にして、高倍率で参照用レ
ーザ光の位置を検出し、その中心座標をさらに精密にＯ
ＴＲ光（電子ビーム）の中心座標に重ねる。この様にし
て求めた主軸方向の複数の点におけるＯＴＲ光の座標を
電子ビームの軌道として同定すると同時に、同定した電
子ビームの軌道に参照用レーザ光の光軸を重ね合わせる
ことができる。手順としては、まずＯＴＲ光を低倍率、
高倍率で測定し、次いで参照用レーザ光を低倍率、高倍
率で測定して重ね合わせることもできる。
ず、低倍率で測定してＯＴＲ光を視野内に入れた後、シ
ャッターＳLas を開いてレーザ光源１１から参照用レー
ザ光を磁場２内に投光する。位置モニタ７および８のＯ
ＴＲ板をハーフミラーに切り替え、ＯＴＲ光の位置を測
定したのと同様にして低倍率で参照用レーザ光の位置を
検出し、視野中に入れる。ついで、レーザ光軸調整ユニ
ット１２を用い中心座標をＯＴＲ光のそれに重ねる。シ
ャッターＳLas を閉じて検出レベルを高倍率にあげ、視
野に入れたＯＴＲ光（電子ビーム）の中心座標を求め
る。低倍率測定の場合と同様にして、高倍率で参照用レ
ーザ光の位置を検出し、その中心座標をさらに精密にＯ
ＴＲ光（電子ビーム）の中心座標に重ねる。この様にし
て求めた主軸方向の複数の点におけるＯＴＲ光の座標を
電子ビームの軌道として同定すると同時に、同定した電
子ビームの軌道に参照用レーザ光の光軸を重ね合わせる
ことができる。手順としては、まずＯＴＲ光を低倍率、
高倍率で測定し、次いで参照用レーザ光を低倍率、高倍
率で測定して重ね合わせることもできる。
【００１２】この参照用レーザ光の光軸にミラー系の光
軸を重ね合わせることによって、間接的にミラー系の光
軸を電子ビームの軌道に一致させるのである。そのため
に、まず取出ミラー４の調整を行う。レーザ光軸調整ユ
ニット１２の前方にピンホール板１３を設けておく。も
し、取出ミラー４の光軸が正しくレーザ光軸と一致して
おれば、反射光がレーザ射出位置であるピンホール板１
３のピンホールの位置に戻るはずである。取出ミラー４
の調整が完了したら、次に同様の手段を利用して全反射
ミラー５の調整を行う。具体的には、シャッターＳRef
を開き、ＳOptを閉じて、参照用レーザ光を取出ミラー
４で反射させ、反射光をピンホール板１３に当てる。そ
の像をビームアナライザー９で測定し、投入光と反射光
の位置が一致するように、取出ミラー４の光軸を調整す
る。次に、シャッターＳFul を開き、全反射ミラー５の
光軸を調整する。既に取出ミラー４の光軸は調整されて
おり、反射光のずれは全反射ミラー５の光軸のずれに起
因するものであって、投入光と反射光の位置が一致する
ように、全反射ミラー５の光軸を調整する。このように
してミラー系の光軸の調整を終了する。
軸を重ね合わせることによって、間接的にミラー系の光
軸を電子ビームの軌道に一致させるのである。そのため
に、まず取出ミラー４の調整を行う。レーザ光軸調整ユ
ニット１２の前方にピンホール板１３を設けておく。も
し、取出ミラー４の光軸が正しくレーザ光軸と一致して
おれば、反射光がレーザ射出位置であるピンホール板１
３のピンホールの位置に戻るはずである。取出ミラー４
の調整が完了したら、次に同様の手段を利用して全反射
ミラー５の調整を行う。具体的には、シャッターＳRef
を開き、ＳOptを閉じて、参照用レーザ光を取出ミラー
４で反射させ、反射光をピンホール板１３に当てる。そ
の像をビームアナライザー９で測定し、投入光と反射光
の位置が一致するように、取出ミラー４の光軸を調整す
る。次に、シャッターＳFul を開き、全反射ミラー５の
光軸を調整する。既に取出ミラー４の光軸は調整されて
おり、反射光のずれは全反射ミラー５の光軸のずれに起
因するものであって、投入光と反射光の位置が一致する
ように、全反射ミラー５の光軸を調整する。このように
してミラー系の光軸の調整を終了する。
【００１３】続いて、ミラー４および５の間隔を調整し
てＦＥＬを発生させる。公知の発振波長領域出力測定器
１４を用い、これにＳＥ光束の１部を取入れ、目的の波
長領域の出力を測定する。ＦＥＬの発振レベルに達して
いればそのまま発振させることができるが、達していな
ければミラー４および５の間隔を調整して自然放射光と
電子バンチとを重畳させ、ＦＥＬを発振させる。しか
し、調整の間に何等かの原因で電子ビーム軌道とミラー
系の光軸とがずれていたり、ミラー系の光軸がミラーの
調整方向とずれていたりして、調整が収斂しない場合が
ある。何回か試行して収斂しない場合には調整を打切
り、最初からやり直すことになる。さらに何回かこれを
やり直し、それでもＦＥＬを発振しない場合には、加速
器を調整して電子ビームのパルス（バンチ）間隔を再度
調整し発振を試みる。それでも発振しない場合には、別
途その原因を追及するべくその指示を待つようにする。
公知の発振波長領域出力測定器には、例えば、特開昭６
２−１１３０３１号公報、特開昭６２−１１８２２０号
公報などに記載されたものがある。１５は、これらの調
整や制御を統括する演算部であり、１６は、発振したＦ
ＥＬを示す。
てＦＥＬを発生させる。公知の発振波長領域出力測定器
１４を用い、これにＳＥ光束の１部を取入れ、目的の波
長領域の出力を測定する。ＦＥＬの発振レベルに達して
いればそのまま発振させることができるが、達していな
ければミラー４および５の間隔を調整して自然放射光と
電子バンチとを重畳させ、ＦＥＬを発振させる。しか
し、調整の間に何等かの原因で電子ビーム軌道とミラー
系の光軸とがずれていたり、ミラー系の光軸がミラーの
調整方向とずれていたりして、調整が収斂しない場合が
ある。何回か試行して収斂しない場合には調整を打切
り、最初からやり直すことになる。さらに何回かこれを
やり直し、それでもＦＥＬを発振しない場合には、加速
器を調整して電子ビームのパルス（バンチ）間隔を再度
調整し発振を試みる。それでも発振しない場合には、別
途その原因を追及するべくその指示を待つようにする。
公知の発振波長領域出力測定器には、例えば、特開昭６
２−１１３０３１号公報、特開昭６２−１１８２２０号
公報などに記載されたものがある。１５は、これらの調
整や制御を統括する演算部であり、１６は、発振したＦ
ＥＬを示す。
【００１４】ところで、電子ビームがアンジュレータ３
に入射および取出される際、その軌道が偏向マグネット
１８および１９において大きく曲げられるために、ここ
でもＳＥ光が発生する。このＳＥ光は、前記の調整のノ
イズになる。電子ビームは、アンジュレータに入射され
るまで、または取出し後は、床面に水平に偏向マグネッ
ト１８および１９などにより偏向される。この偏向面を
電子ビーム面とよぶ。電子ビーム面に対し、磁場中の電
子ビームの蛇行面を傾斜させると、以下に述べるよう
に、ノイズを排除することができて好ましい。
に入射および取出される際、その軌道が偏向マグネット
１８および１９において大きく曲げられるために、ここ
でもＳＥ光が発生する。このＳＥ光は、前記の調整のノ
イズになる。電子ビームは、アンジュレータに入射され
るまで、または取出し後は、床面に水平に偏向マグネッ
ト１８および１９などにより偏向される。この偏向面を
電子ビーム面とよぶ。電子ビーム面に対し、磁場中の電
子ビームの蛇行面を傾斜させると、以下に述べるよう
に、ノイズを排除することができて好ましい。
【００１５】すなわち、本発明において、偏光板１７を
利用すれば効果的である。アンジュレータ３を電子の蛇
行面が電子ビーム面と垂直になるように配置する。従っ
て、アンジュレータ３内で、電子ビームの蛇行によって
放射される光（自然放射光およびＦＥＬ光）の電場は、
電子ビーム面に垂直に偏光されている。一方、偏向マグ
ネットで発生する光は、電子ビーム面に平行に偏光され
ている。そこで、偏光板１７を垂直、または平行におく
ことにより、（１）アンジュレータ３から出る光（自然
放射光およびＦＥＬ光）のみ、（２）偏向マグネット１
８および１９から発生する光のみ、のいずれかを選択的
に取り出すことができる。（１）の場合は、ＦＥＬ光の
高品質化に効果があり、（２）の場合は、さらに検出系
に望遠機能を追加することにより、偏向マグネット１８
または１９に焦点を合わせ、各偏向マグネットから発生
する光のみを検出することができる。これは、アンジュ
レータ３出入口の電子ビーム位置モニターとして有用で
ある。
利用すれば効果的である。アンジュレータ３を電子の蛇
行面が電子ビーム面と垂直になるように配置する。従っ
て、アンジュレータ３内で、電子ビームの蛇行によって
放射される光（自然放射光およびＦＥＬ光）の電場は、
電子ビーム面に垂直に偏光されている。一方、偏向マグ
ネットで発生する光は、電子ビーム面に平行に偏光され
ている。そこで、偏光板１７を垂直、または平行におく
ことにより、（１）アンジュレータ３から出る光（自然
放射光およびＦＥＬ光）のみ、（２）偏向マグネット１
８および１９から発生する光のみ、のいずれかを選択的
に取り出すことができる。（１）の場合は、ＦＥＬ光の
高品質化に効果があり、（２）の場合は、さらに検出系
に望遠機能を追加することにより、偏向マグネット１８
または１９に焦点を合わせ、各偏向マグネットから発生
する光のみを検出することができる。これは、アンジュ
レータ３出入口の電子ビーム位置モニターとして有用で
ある。
【００１６】
【発明の効果】本発明のＦＥＬ発生方法においては、自
動的に、もしくは遠隔操作によっててＦＥＬを発生させ
ることができる。運転中に電子ビームとミラー系の光軸
とを重ね合わせ、さらにミラー系の間隔を調整してミラ
ー間を往復するＳＥ光を電子バンチに重畳して自由電子
レーザを発振させ、発振を継続させることができる。と
くにＲＦライナックを使用し、従来、運転中に容易に調
整できなかったＦＥＬ発生装置においての利用価値が大
きい。
動的に、もしくは遠隔操作によっててＦＥＬを発生させ
ることができる。運転中に電子ビームとミラー系の光軸
とを重ね合わせ、さらにミラー系の間隔を調整してミラ
ー間を往復するＳＥ光を電子バンチに重畳して自由電子
レーザを発振させ、発振を継続させることができる。と
くにＲＦライナックを使用し、従来、運転中に容易に調
整できなかったＦＥＬ発生装置においての利用価値が大
きい。
【図１】 本発明のＦＥＬ発生装置の１例を示すフロー
シート。
シート。
【図２】 本発明のＦＥＬ発生方法の１例を示すフロー
チャート（その１）。
チャート（その１）。
【図３】 フローチャート（その２）。
【図４】 フローチャート（その３）。
【図５】 本発明に使用する位置モニタの斜視図。
１：電子加速器 ２：磁場 ３：アンジュレータ ４：取出ミラー ５：全反射ミラー ６：電子ビー
ム ７：位置モニタ ８：位置モニタ ９：ビームアナ
ライザ １０：ビームアナライザ １１：参照用レーザ光源 １２：レーザ光軸調整ユニット １３：ピンホール板 １４：発振波長領域出力測定器 １５：演算部 １
６：ＦＥＬ １７：偏光板 １８，１９：偏向マグネット ２１：ＯＴＲ板（アルミニウム箔） ２２：ハーフミ
ラー（石英板）
ム ７：位置モニタ ８：位置モニタ ９：ビームアナ
ライザ １０：ビームアナライザ １１：参照用レーザ光源 １２：レーザ光軸調整ユニット １３：ピンホール板 １４：発振波長領域出力測定器 １５：演算部 １
６：ＦＥＬ １７：偏光板 １８，１９：偏向マグネット ２１：ＯＴＲ板（アルミニウム箔） ２２：ハーフミ
ラー（石英板）
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 冨増 多喜夫 大阪府大阪市京町堀２丁目７番４号 株式 会社自由電子レーザ研究所内
Claims (7)
- 【請求項１】自由電子レーザ発生装置において、アンジ
ュレータ磁場中の相異なる２点以上における電子ビーム
の放射する光を検出する光検出系と該光検出系の出力信
号により電子ビームの軌道を同定し共振器ミラーの光軸
を電子ビームに重ね合わせる調整を統括する演算部と該
演算部の出力信号により共振器ミラーを駆動させるミラ
ー駆動部からなることを特徴とした、自由電子レーザ発
生装置。 - 【請求項２】請求項１に記載の自由電子レーザ発生装置
において、光検出系に望遠鏡機能を有した光学系を用い
たことを特徴とする、請求項１に記載の自由電子レーザ
発生装置。 - 【請求項３】請求項１に記載の自由電子レーザ発生装置
において、共振器ミラーの光軸の調整に参照用レーザを
用いたことを特徴とする、請求項１に記載の自由電子レ
ーザ発生装置。 - 【請求項４】請求項１に記載の自由電子レーザ発生装置
において、電子ビームのアンジュレータへの入射面およ
び取り出し面に対しアンジュレータ中の電子の蛇行運動
面（磁場方向に垂直な面）を傾けたことを特徴とする、
請求項１に記載の自由電子レーザ発生装置。 - 【請求項５】請求項１に記載の自由電子レーザ発生装置
において、アンジュレータと光検出系の間に偏光板を設
けたことをを特徴とする、請求項４に記載の自由電子レ
ーザ発生装置。 - 【請求項６】自由電子レーザ発生方法において、アンジ
ュレータ磁場中の相異なる２点以上における電子ビーム
の放射する光を検出することにより電子ビームの軌道を
同定し共振器ミラーのチルトおよびパン方向の調整また
は電子ビームの軌道を調整することにより電子ビームと
共振器ミラーの光軸を重ね合わせる電子ビーム−光軸軸
調整と自由電子レーザの発振波長域の出力を検出するこ
とにより共振器ミラーの光軸方向の共振器ミラー間隔調
整または電子ビームパルス間隔調整を行うことを特徴と
する、自由電子レーザ発生方法。 - 【請求項７】請求項６に記載の自由電子レーザ発生方法
において、電子ビームの放射する光に遷移放射光を用い
たことを特徴とする、請求項６に記載の自由電子レーザ
発生方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5204211A JP2608243B2 (ja) | 1993-08-18 | 1993-08-18 | 自由電子レーザ発生装置およびその方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5204211A JP2608243B2 (ja) | 1993-08-18 | 1993-08-18 | 自由電子レーザ発生装置およびその方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0758421A true JPH0758421A (ja) | 1995-03-03 |
| JP2608243B2 JP2608243B2 (ja) | 1997-05-07 |
Family
ID=16486680
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5204211A Expired - Lifetime JP2608243B2 (ja) | 1993-08-18 | 1993-08-18 | 自由電子レーザ発生装置およびその方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2608243B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003031882A (ja) * | 2001-07-11 | 2003-01-31 | Kawasaki Heavy Ind Ltd | 自由電子レーザ共振器 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH05190942A (ja) * | 1992-01-07 | 1993-07-30 | Kawasaki Heavy Ind Ltd | レーザーの共振器アライメント自動調整方法 |
-
1993
- 1993-08-18 JP JP5204211A patent/JP2608243B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH05190942A (ja) * | 1992-01-07 | 1993-07-30 | Kawasaki Heavy Ind Ltd | レーザーの共振器アライメント自動調整方法 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003031882A (ja) * | 2001-07-11 | 2003-01-31 | Kawasaki Heavy Ind Ltd | 自由電子レーザ共振器 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2608243B2 (ja) | 1997-05-07 |
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