JPH0855700A - 高周波加速空胴 - Google Patents
高周波加速空胴Info
- Publication number
- JPH0855700A JPH0855700A JP19234494A JP19234494A JPH0855700A JP H0855700 A JPH0855700 A JP H0855700A JP 19234494 A JP19234494 A JP 19234494A JP 19234494 A JP19234494 A JP 19234494A JP H0855700 A JPH0855700 A JP H0855700A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- cavity
- waveguide
- ridge
- frequency
- high frequency
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- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 高周波加速空胴に生起し、寄生する高次モー
ドを吸収する導波管を空胴本体に穿設された透口に連接
した高周波加速空胴において、透口両側縁周辺を迂回す
る壁電流の電流密度の増大を抑止して、局所的な発熱を
回避し、大きな高周波電力を入力できるようにする。 【構成】 空胴本体に穿設された透口に連接する導波管
の軸方向に沿ってリッジを設け、透口の横幅を小さくし
たものである。
ドを吸収する導波管を空胴本体に穿設された透口に連接
した高周波加速空胴において、透口両側縁周辺を迂回す
る壁電流の電流密度の増大を抑止して、局所的な発熱を
回避し、大きな高周波電力を入力できるようにする。 【構成】 空胴本体に穿設された透口に連接する導波管
の軸方向に沿ってリッジを設け、透口の横幅を小さくし
たものである。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】高周波加速空胴に係り、とりわけ
電子ビームの加速中に空胴本体内に生起する高次モード
を吸収するに適する高周波加速空胴の改良に関する。
電子ビームの加速中に空胴本体内に生起する高次モード
を吸収するに適する高周波加速空胴の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】一般に、電子ビーム加速器は電子ビーム
を10億電子ボルト（１ＧｅＶ）以上の高エネルギー状態
に加速するものであり、素粒子の研究分野に使用される
超大形（直径約１km）のものはもとより、近時は電子ビ
ームからの放射光、すなわちシンクロトロン放射光（Ｓ
ＯＲ光と呼ばれる）を利用して物性研究の分野あるいは
超ＬＳＩ微細加工（リソグラフィ）等の分野にも適用さ
れるようになっており、その代表的構成例を図５に示
す。この電子ビーム加速器は線型加速器１を有し、この
線型加速器１は電子を生成して数千万電子ボルト（数十
ＭｅＶ）まで加速する。加速された電子ビーム15は輸送
管２を経て、入射器３によりビームダクト４内に入射さ
れる。ビームダクト４に入射された電子ビーム15は、偏
向電磁石５により所定方向磁場（図では紙面の表から裏
に向かう方向の磁場）をかけられて所定方向（図では時
計方向）に偏向される一方、四極電磁石６により電子ビ
ーム15の収束・発散が行われ、さらに高周波加速空胴７
により高エネルギー（ＧｅＶ程度）に加速される。加速
された電子ビーム15はビームダクト４内を周回し続け、
偏向電磁石５で偏向される時にＳＯＲ光を発生する。こ
のＳＯＲ光を利用系18に導き、物性研究やリソグラフィ
等に利用する。
を10億電子ボルト（１ＧｅＶ）以上の高エネルギー状態
に加速するものであり、素粒子の研究分野に使用される
超大形（直径約１km）のものはもとより、近時は電子ビ
ームからの放射光、すなわちシンクロトロン放射光（Ｓ
ＯＲ光と呼ばれる）を利用して物性研究の分野あるいは
超ＬＳＩ微細加工（リソグラフィ）等の分野にも適用さ
れるようになっており、その代表的構成例を図５に示
す。この電子ビーム加速器は線型加速器１を有し、この
線型加速器１は電子を生成して数千万電子ボルト（数十
ＭｅＶ）まで加速する。加速された電子ビーム15は輸送
管２を経て、入射器３によりビームダクト４内に入射さ
れる。ビームダクト４に入射された電子ビーム15は、偏
向電磁石５により所定方向磁場（図では紙面の表から裏
に向かう方向の磁場）をかけられて所定方向（図では時
計方向）に偏向される一方、四極電磁石６により電子ビ
ーム15の収束・発散が行われ、さらに高周波加速空胴７
により高エネルギー（ＧｅＶ程度）に加速される。加速
された電子ビーム15はビームダクト４内を周回し続け、
偏向電磁石５で偏向される時にＳＯＲ光を発生する。こ
のＳＯＲ光を利用系18に導き、物性研究やリソグラフィ
等に利用する。
【０００３】ＳＯＲ光を発生すると電子ビーム15のエネ
ルギーが失われるが、高周波加速空胴７によって補給さ
れる。なお、ビームダクト４や高周波加速空胴７は、電
子ビーム15が残留気体と衝突してエネルギーを損失する
のを防止するため、高真空状態に維持されている。
ルギーが失われるが、高周波加速空胴７によって補給さ
れる。なお、ビームダクト４や高周波加速空胴７は、電
子ビーム15が残留気体と衝突してエネルギーを損失する
のを防止するため、高真空状態に維持されている。
【０００４】図６は従来の高周波加速空胴の一例で、９
は略円筒体の空胴本体で、両側はビームダクト４に接続
されている。空胴本体９には空胴内に高周波電力を供給
するためのアンテナ10と、空胴本体の共振周波数を調整
するチューナー11を備える一方、高次の共振周波数の高
周波（高次モードと称す）を吸収するために、空胴本体
９に穿設された透口12に連接する導波管13、導波管13の
先端に装着された高周波吸収体14を備えている。
は略円筒体の空胴本体で、両側はビームダクト４に接続
されている。空胴本体９には空胴内に高周波電力を供給
するためのアンテナ10と、空胴本体の共振周波数を調整
するチューナー11を備える一方、高次の共振周波数の高
周波（高次モードと称す）を吸収するために、空胴本体
９に穿設された透口12に連接する導波管13、導波管13の
先端に装着された高周波吸収体14を備えている。
【０００５】上記構成の高周波加速空胴７において、ア
ンテナ10から空胴本体９の共振周波数と同周波数の高周
波電力を空胴本体９に供給すると共振により加速高電界
16が発生し（加速モードと称す）、電子ビーム15はこの
加速高電界16により加速される。この際、空洞本体９の
内面には矢印で示すような壁電流17が流れる。
ンテナ10から空胴本体９の共振周波数と同周波数の高周
波電力を空胴本体９に供給すると共振により加速高電界
16が発生し（加速モードと称す）、電子ビーム15はこの
加速高電界16により加速される。この際、空洞本体９の
内面には矢印で示すような壁電流17が流れる。
【０００６】ところで、高周波加速空胴７内には、アン
テナ10と空胴本体９や電子ビーム15と空胴本体９等との
相互作用で、加速モードよりも共振周波数の高い高次モ
ードが生起して寄生する。この高次モードは電子ビーム
15の加速には全く寄与せず、逆に電子ビーム15を不安定
にする等有害に作用する。そのために高次モードは透口
12を経て、導波管13に導き、高周波吸収体14で吸収する
事により、電子ビーム15を安定に加速できるようになっ
ている。
テナ10と空胴本体９や電子ビーム15と空胴本体９等との
相互作用で、加速モードよりも共振周波数の高い高次モ
ードが生起して寄生する。この高次モードは電子ビーム
15の加速には全く寄与せず、逆に電子ビーム15を不安定
にする等有害に作用する。そのために高次モードは透口
12を経て、導波管13に導き、高周波吸収体14で吸収する
事により、電子ビーム15を安定に加速できるようになっ
ている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】このような高周波加速
空胴７において、透口12の周囲には図７に示すように、
壁電流17が迂回して流れるため、透口12の両側縁周辺で
壁電流17が集中し、その部分の電流密度が大きくなる。
したがって、透口12の横幅ａはできるだけ小さい方が望
ましい。ところが、透口12や導波管13の高周波伝送路に
おいては、カットオフ周波数ｆｃと呼ばれる伝播可能な
最低周波数が存在し、これは横幅をａとすると、ｆｃ＝
ｃ／２ａ で定義される。
空胴７において、透口12の周囲には図７に示すように、
壁電流17が迂回して流れるため、透口12の両側縁周辺で
壁電流17が集中し、その部分の電流密度が大きくなる。
したがって、透口12の横幅ａはできるだけ小さい方が望
ましい。ところが、透口12や導波管13の高周波伝送路に
おいては、カットオフ周波数ｆｃと呼ばれる伝播可能な
最低周波数が存在し、これは横幅をａとすると、ｆｃ＝
ｃ／２ａ で定義される。
【０００８】ここでｃは光速である。したがって、ｆｃ
以下の周波数も透口12や導波管13内を伝播することがで
きない。
以下の周波数も透口12や導波管13内を伝播することがで
きない。
【０００９】具体的に、図６の例では加速モードの周波
数は 500ＭＨz 程度であり、高次モードは約 700ＭＨz
以上に多数存在する。したがって透口12のｆｃを 600Ｍ
Ｈzとすると、加速モードは透口12を通り抜けできない
ので、透口12は加速モードには影響を与えないが、 700
ＭＨz 以上の高次モードはすべて透口12、導波管13を伝
播して高周波吸収体14に吸収される。ｆｃ＝600 ＭＨz
ではａ＝0.25ｍにもなり、これ以下の寸法にはできな
い。ａ＝0.25ｍは空胴本体９の大きさを考えると相当大
きな寸法であり、その結果、透口12の両側縁周辺を迂回
する壁電流17の電流密度が大きくなり、その部分の発熱
が極端に大きくなるため、空胴本体９に供給できる高周
波電力を制限していた。
数は 500ＭＨz 程度であり、高次モードは約 700ＭＨz
以上に多数存在する。したがって透口12のｆｃを 600Ｍ
Ｈzとすると、加速モードは透口12を通り抜けできない
ので、透口12は加速モードには影響を与えないが、 700
ＭＨz 以上の高次モードはすべて透口12、導波管13を伝
播して高周波吸収体14に吸収される。ｆｃ＝600 ＭＨz
ではａ＝0.25ｍにもなり、これ以下の寸法にはできな
い。ａ＝0.25ｍは空胴本体９の大きさを考えると相当大
きな寸法であり、その結果、透口12の両側縁周辺を迂回
する壁電流17の電流密度が大きくなり、その部分の発熱
が極端に大きくなるため、空胴本体９に供給できる高周
波電力を制限していた。
【００１０】そこで本発明では、高次モードを取去る能
力を低下させることなく、局所的な発熱を回避して、大
きな高周波電力を入力できる高周波加速空胴を提供する
事を目的とする。
力を低下させることなく、局所的な発熱を回避して、大
きな高周波電力を入力できる高周波加速空胴を提供する
事を目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、空胴本体に穿設された透口に連接する導波管の軸方
向に沿ってリッジ（突起物）を設けたものである。
に、空胴本体に穿設された透口に連接する導波管の軸方
向に沿ってリッジ（突起物）を設けたものである。
【００１２】
【作用】このように、透口および導波管にリッジを設け
ると、リッジを有しないものに比して、透口や導波管の
横幅を大幅に小さくする事ができるので、透口の両側縁
周辺を迂回する電流の電流密度の増大を抑止し、さらに
局所的な発熱をも回避できる。そのため大きな高周波電
力を空胴本体に入力することができる。
ると、リッジを有しないものに比して、透口や導波管の
横幅を大幅に小さくする事ができるので、透口の両側縁
周辺を迂回する電流の電流密度の増大を抑止し、さらに
局所的な発熱をも回避できる。そのため大きな高周波電
力を空胴本体に入力することができる。
【００１３】
【実施例】以下本発明による高周波加速空胴の一実施例
について、図１および図２を参照して説明する。なお従
来例と同一のものは同符号を付してその説明は省略す
る。図１は、透口および導波管部の要部を示す断面図、
図２は図１のＡ方向矢視図である。
について、図１および図２を参照して説明する。なお従
来例と同一のものは同符号を付してその説明は省略す
る。図１は、透口および導波管部の要部を示す断面図、
図２は図１のＡ方向矢視図である。
【００１４】空胴本体９に穿設された透口12に連接する
導波管13の長辺側の管壁に、軸方向に沿ってリッジ18が
設けられている。これら透口12や導波管13にリッジ18を
設けると、所定のカットオフ周波数を得るのに、透口12
や導波管13の横幅ａを小さくできる。一例としてａ0 ／
ａ＝0.44，ｂ−ｂ0 ／ｂ＝0.5 ，ｆｃ＝600 ＭＨz の場
合のリッジ18を有する透口12や導波管13の横幅ａは0.18
ｍで、リッジ18を有しない場合の0.25ｍに比して大幅に
小さくなる。ここでａ0 はリッジ18の横幅、ｂ0 は高さ
である。
導波管13の長辺側の管壁に、軸方向に沿ってリッジ18が
設けられている。これら透口12や導波管13にリッジ18を
設けると、所定のカットオフ周波数を得るのに、透口12
や導波管13の横幅ａを小さくできる。一例としてａ0 ／
ａ＝0.44，ｂ−ｂ0 ／ｂ＝0.5 ，ｆｃ＝600 ＭＨz の場
合のリッジ18を有する透口12や導波管13の横幅ａは0.18
ｍで、リッジ18を有しない場合の0.25ｍに比して大幅に
小さくなる。ここでａ0 はリッジ18の横幅、ｂ0 は高さ
である。
【００１５】したがって、透口12の両側縁周辺を迂回す
る壁電流17の電流密度の増大は抑止でき、さらに局所的
な発熱をも回避できるので、高次モードを抑制しなが
ら、大きな高周波電力を入力することができる。
る壁電流17の電流密度の増大は抑止でき、さらに局所的
な発熱をも回避できるので、高次モードを抑制しなが
ら、大きな高周波電力を入力することができる。
【００１６】図３は本発明の他の一実施例を示す図１と
同一部の断面図、図４は図３のＢ方向矢視図である。図
３の例では、リッジ18を透口12および導波管13の長辺側
の両管壁に設けたもので、横幅ａをさらに小さくでき
る。
同一部の断面図、図４は図３のＢ方向矢視図である。図
３の例では、リッジ18を透口12および導波管13の長辺側
の両管壁に設けたもので、横幅ａをさらに小さくでき
る。
【００１７】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、高
次モードを導き出すために、空胴本体に穿設された透口
に連接する導波管にリッジを設けたことにより、透口お
よび導波管の横幅を大幅に小さくできる。このため壁電
流の迂回による電流密度の増大を抑止でき、大電力入力
が可能で高次モードを抑制した高性能の高周波加速空胴
を提供できる。
次モードを導き出すために、空胴本体に穿設された透口
に連接する導波管にリッジを設けたことにより、透口お
よび導波管の横幅を大幅に小さくできる。このため壁電
流の迂回による電流密度の増大を抑止でき、大電力入力
が可能で高次モードを抑制した高性能の高周波加速空胴
を提供できる。
【図１】本発明の一実施例を示す透口および導波管部の
要部を示す断面図。
要部を示す断面図。
【図２】図１のＡ方向矢視図。
【図３】本発明の他の一実施例を示す透口および導波管
の要部を示す断面図。
の要部を示す断面図。
【図４】図３のＢ方向矢視図。
【図５】電子ビーム加速器の概略全体を示す構成図。
【図６】従来の高周波加速空胴の一例を示す概略断面
図。
図。
【図７】図６のＣ方向矢視図。
４…ビームダクト ７…高周波加速空胴 ９…空胴本体 10…アンテナ 11…チューナー 12…透口 13…導波管 14…高周波吸収体 15…電子ビーム 16…加速高電界 17…壁電流 18…リッジ
Claims (2)
- 【請求項１】 ビームダクトを周回し、空胴本体を横断
して通過する電子ビームに加速を与える高周波電力を供
するアンテナと、上記空胴本体の共振周波数を調整する
チューナーを備える一方、上記空胴本体内に寄生する高
次モードを吸収する導波管を備えた高周波加速空胴にお
いて、上記空胴本体に穿設された透口に連接する導波管
の軸方向に沿ってリッジを設けた事を特徴とする高周波
加速空胴。 - 【請求項２】 空胴本体に穿設された透口に連接する導
波管の軸方向に沿って設けたリッジは、上記導波管の両
管壁のうち、少なくとも一側管壁に設けた事を特徴とす
る請求項１記載の高周波加速空胴。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19234494A JPH0855700A (ja) | 1994-08-16 | 1994-08-16 | 高周波加速空胴 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19234494A JPH0855700A (ja) | 1994-08-16 | 1994-08-16 | 高周波加速空胴 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0855700A true JPH0855700A (ja) | 1996-02-27 |
Family
ID=16289719
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19234494A Pending JPH0855700A (ja) | 1994-08-16 | 1994-08-16 | 高周波加速空胴 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0855700A (ja) |
-
1994
- 1994-08-16 JP JP19234494A patent/JPH0855700A/ja active Pending
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