JPH0992497A - Magnetic circuit for inserted light source device - Google Patents
Magnetic circuit for inserted light source deviceInfo
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- JPH0992497A JPH0992497A JP27194495A JP27194495A JPH0992497A JP H0992497 A JPH0992497 A JP H0992497A JP 27194495 A JP27194495 A JP 27194495A JP 27194495 A JP27194495 A JP 27194495A JP H0992497 A JPH0992497 A JP H0992497A
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、光速に近い速度を
持つ電子の蛇行により放射光を発生させる挿入光源装置
に用いられる磁気回路に関する。さらに詳しくは、放射
光の波長チューニング範囲が大きな挿入光源装置用磁気
回路に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a magnetic circuit used in an insertion light source device for generating emitted light by meandering electrons having a velocity close to the speed of light. More specifically, it relates to a magnetic circuit for an insertion light source device in which the wavelength tuning range of emitted light is large.
【0002】[0002]
【従来の技術】加速器中を周回する光速に近い速度を持
つ電子を、該2極磁場により蛇行運動を行わせると、各
蛇行点から放射光を生じることが知られている。この原
理を利用して、永久磁石あるいは電磁石を用いて正弦波
周期磁場を発生する磁気回路中を光速に近い速度で運動
する電子が蛇行しながら通過する際に強い放射光(赤外
線からX線までの特定の光)を発生させる装置が挿入光
源装置(アンジュレータ)である。2. Description of the Related Art It is known that when an electron having a velocity close to the speed of light orbiting in an accelerator is caused to make a meandering motion by the bipolar magnetic field, radiated light is generated from each meandering point. Using this principle, strong synchrotron radiation (from infrared rays to X-rays) is generated when electrons moving at a speed close to the speed of light meander through a magnetic circuit that generates a sinusoidal periodic magnetic field using a permanent magnet or electromagnet. A device for generating (specific light of) is an insertion light source device (undulator).
【0003】挿入光源装置は、永久磁石を複数個配列し
た2本の磁石列を対向させて空隙が形成されるように配
置して構成される。この磁気回路を電子蓄積リングの直
線部に真空チャンバーを挟む形で挿入されてなり、磁気
回路の空隙内に正弦波周期磁場を発生する。挿入光源装
置用磁気回路は、永久磁石のみを用いたハルバック(H
albach)型と、永久磁石と磁性体(ポールピー
ス)とを組み合わせたハイブリッド(Hybrid)型
とがある。The insertion light source device is constructed by arranging two magnet rows in which a plurality of permanent magnets are arranged so as to face each other so as to form a gap. This magnetic circuit is inserted into the linear portion of the electron storage ring so as to sandwich the vacuum chamber, and a sinusoidal periodic magnetic field is generated in the air gap of the magnetic circuit. The magnetic circuit for the insertion light source device uses a hull back (H
There are two types, a hybrid type in which a permanent magnet and a magnetic body (pole piece) are combined.
【0004】図3は、従来のハルバック型挿入光源装置
用磁気回路の一例を示す。この装置では、磁石列10A
及び10Bが空隙Gを介して上下に平行に配列されてお
り、各磁石列は、磁化方向の異なる長方形の永久磁石が
複数個配置されている。例えば4個の永久磁石で構成さ
れる1周期分を見れば、磁石列10Aにおいては、磁化
方向がそれぞれ−y、−z、+y、+zである永久磁石
11A、12A、13A、14Aが空隙Gの軸線方向に
隣り合って配置されて1周期を構成し、磁石列10Bに
おいては、磁化方向がそれぞれ−y、+z、+y、−z
である永久磁石11B、12B、13B、14Bが空隙
Gの軸線方向に隣り合って配置されて1周期を構成す
る。このような配列がN(Nは2以上の整数である。)
周期繰り返して配列され、磁気回路を構成している。上
記構成の磁気回路においては、閉塞した矢印で示すよう
な磁束の流れが生じ、空隙G内に周期磁場を発生する。FIG. 3 shows an example of a conventional magnetic circuit for a hullback type insertion light source device. In this device, the magnet array 10A
And 10B are arranged in parallel in the vertical direction with a gap G therebetween, and a plurality of rectangular permanent magnets having different magnetization directions are arranged in each magnet row. For example, looking at one period composed of four permanent magnets, in the magnet array 10A, the permanent magnets 11A, 12A, 13A, and 14A whose magnetization directions are −y, −z, + y, and + z, respectively, have a gap G. Are arranged adjacent to each other in the axial direction to form one cycle, and in the magnet array 10B, the magnetization directions are −y, + z, + y, and −z, respectively.
The permanent magnets 11B, 12B, 13B, and 14B are arranged adjacent to each other in the axial direction of the gap G to form one cycle. Such an array is N (N is an integer of 2 or more).
The magnetic circuits are arranged by repeating the cycle. In the magnetic circuit configured as described above, a magnetic flux flow as indicated by a closed arrow occurs, and a periodic magnetic field is generated in the gap G.
【0005】挿入光源装置は物理、化学等の各種分野に
おいて物質のミクロな構造や化学反応のプロセス等を解
析するために利用され、放射光の波長を変えてスキャン
することでより多くの知見が得られる。特に波長の短く
強度の大きい放射光を用いることにより、より微細な構
造の解析を行うことができる。The insertion light source device is used in various fields such as physics and chemistry to analyze a microstructure of a substance, a process of a chemical reaction, and the like, and more knowledge can be obtained by scanning by changing the wavelength of emitted light. can get. In particular, by using synchrotron radiation having a short wavelength and a high intensity, a finer structure can be analyzed.
【0006】挿入光源装置で発生させる放射光の波長
は、磁石の周期長あるいは磁場強度に依存するが、一般
には磁場強度を変化して放射光の波長を変えている。磁
場強度の変化には磁石列の間隔(ギャップ)を変化する
ことにより行われる。すなわち、ギャップを小さくすれ
ば磁場が強くなる。The wavelength of the emitted light generated by the insertion light source device depends on the cycle length of the magnet or the magnetic field strength, but generally the magnetic field strength is changed to change the wavelength of the emitted light. The magnetic field strength is changed by changing the gap between the magnet rows. That is, the smaller the gap, the stronger the magnetic field.
【0007】[0007]
【発明が解決しようとする課題】上記のように挿入光源
装置においては、従来はギャップを変化することにより
磁場強度を変えて放射光の波長を変えていた。しかし、
ギャップの最小幅は装置構成によって制限されるので、
広い波長のチューニング範囲を得るには一定の限界があ
る。すなわち、ギャップ内には真空ダクトが挿入される
ので、真空ダクトの外(径)寸法によってギャップの最
小幅が制限され、一般には20mm程度である。従っ
て、装置構成上の制限から、磁場強度の上限も制限さ
れ、得られる放射光の最大波長も制限が生じる。すなわ
ち、放射光の波長のチューニング範囲も狭くなる。As described above, in the insertion light source device, conventionally, the wavelength of the emitted light is changed by changing the magnetic field strength by changing the gap. But,
Since the minimum width of the gap is limited by the device configuration,
There is a certain limit in obtaining a wide wavelength tuning range. That is, since the vacuum duct is inserted in the gap, the minimum width of the gap is limited by the outer (diameter) dimension of the vacuum duct, and is generally about 20 mm. Therefore, the upper limit of the magnetic field strength is limited due to the limitation of the device configuration, and the maximum wavelength of the emitted light obtained is also limited. That is, the tuning range of the wavelength of the emitted light is also narrowed.
【0008】そこで本発明は、従来より大きな磁場強度
が得られる挿入光源装置用磁気回路を提供することを目
的とする。[0008] Therefore, an object of the present invention is to provide a magnetic circuit for an insertion light source device which can obtain a magnetic field strength higher than that of the conventional one.
【0009】[0009]
【課題を解決するための手段】本願の請求項1記載の発
明は、永久磁石と磁性体とが交互に複数個配列されてな
る第1及び第2のハイブリット磁石列が真空ダクトを介
して対向して設けられるとともに、各ハイブリット磁石
列の各磁性体の位置に対応する真空ダクト内壁側に磁性
体が設けられたことを特徴とする挿入光源装置用磁気回
路を提供する。According to a first aspect of the present invention, first and second hybrid magnet rows in which a plurality of permanent magnets and magnetic bodies are alternately arranged are opposed to each other via a vacuum duct. A magnetic circuit for an insertion light source device is provided, in which a magnetic body is provided on the inner wall side of the vacuum duct corresponding to the position of each magnetic body of each hybrid magnet array.
【0010】本願の請求項2記載の発明は、第1及び第
2のハイブリット磁石列の真空ダクトと反対側のそれぞ
れの面に近接して、複数の永久磁石を配列してなる第1
及び第2の永久磁石列がそれぞれ設けられたことを特徴
とする請求項1記載の挿入光源装置用磁気回路を提供す
る。According to a second aspect of the present invention, a plurality of permanent magnets are arranged in proximity to the respective surfaces of the first and second hybrid magnet rows opposite to the vacuum duct.
The magnetic circuit for an insertion light source device according to claim 1, further comprising: a second permanent magnet array and a second permanent magnet array, respectively.
【0011】本願の請求項1記載の発明においては、各
ハイブリット磁石列の各磁性体の位置に対応する真空ダ
クト内壁側に磁性体を設けたことにより、磁気回路のギ
ャップが実質的に狭くなり、ギャップに生じる磁場の強
度が大きくなる。In the invention according to claim 1 of the present application, since the magnetic body is provided on the inner wall side of the vacuum duct corresponding to the position of each magnetic body of each hybrid magnet array, the gap of the magnetic circuit is substantially narrowed. , The strength of the magnetic field generated in the gap increases.
【0012】本願の請求項2記載の発明においては、第
1及び第2のハイブリット磁石列の真空ダクトと反対側
のそれぞれの面に近接して、複数の永久磁石を配列して
なる第1及び第2の永久磁石列をそれぞれ設けたことに
より、磁場強度をさらに大きくすることができる。According to the second aspect of the present invention, a plurality of permanent magnets are arranged in proximity to the respective surfaces of the first and second hybrid magnet rows opposite to the vacuum duct. The magnetic field strength can be further increased by providing each of the second permanent magnet rows.
【0013】[0013]
【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態を挙げ
てさらに具体的に説明する。Next, the present invention will be described more specifically with reference to embodiments.
【0014】図1は本発明の挿入光源装置用磁気回路の
一実施形態を示す部分側断面図、図2はその部分正面断
面図である。この磁気回路では、永久磁石と磁性体とが
交互に複数個配列されてなるハイブリッド磁石列20A
及び20Bが真空ダクト40を介して対向して設けられ
ている。FIG. 1 is a partial side sectional view showing an embodiment of a magnetic circuit for an insertion light source device of the present invention, and FIG. 2 is a partial front sectional view thereof. In this magnetic circuit, a hybrid magnet array 20A in which a plurality of permanent magnets and magnetic bodies are alternately arranged
And 20B are provided so as to face each other via the vacuum duct 40.
【0015】ハイブリッド磁石列20A及び20Bは、
例えば4個の構成要素からなる1周期分を見れば、磁石
列20Aにおいては、磁性体23A、−z方向に磁化さ
れた永久磁石21A、磁性体24A及び+z方向に磁化
された永久磁石22Aから構成され、磁石列20Bにお
いては、磁性体23B、+z方向に磁化された永久磁石
21B、磁性体24B及び−z方向に磁化された永久磁
石22Bから構成される。The hybrid magnet arrays 20A and 20B are
For example, looking at one cycle consisting of four constituent elements, in the magnet array 20A, from the magnetic body 23A, the permanent magnet 21A magnetized in the −z direction, the magnetic body 24A and the permanent magnet 22A magnetized in the + z direction. The magnet array 20B includes a magnetic body 23B, a permanent magnet 21B magnetized in the + z direction, a magnetic body 24B, and a permanent magnet 22B magnetized in the −z direction.
【0016】また、真空ダクト40内壁には、ハイブリ
ッド磁石列20A及び20Bの磁性体23A、24A、
23B、24Bとそれぞれ真空ダクト40壁を介して対
向する位置に磁性体43A、44A、43B、44Bが
配置されている。これらの磁性体は、電子ビームの進行
を妨げない程度のギャップを有するように設けられる。Further, on the inner wall of the vacuum duct 40, the magnetic bodies 23A, 24A of the hybrid magnet rows 20A and 20B,
Magnetic bodies 43A, 44A, 43B, 44B are arranged at positions facing 23B, 24B via the walls of the vacuum duct 40, respectively. These magnetic materials are provided so as to have a gap that does not hinder the progress of the electron beam.
【0017】上記構成の磁気回路においては、真空ダク
ト40内に発生する磁場強度は実質的に真空ダクト40
内に配置された磁性体43Aと43B(又は44Aと4
4B)とのギャップに反比例する。このギャップは従来
の磁気回路に比べて狭く設定できるので、真空ダクト4
0内の磁場強度を大きくすることができ、長い波長の放
射光を得ることができる。In the magnetic circuit having the above structure, the magnetic field strength generated in the vacuum duct 40 is substantially equal to the vacuum duct 40.
Magnetic bodies 43A and 43B (or 44A and 4) disposed inside
4B) is inversely proportional to the gap. This gap can be set narrower than the conventional magnetic circuit, so the vacuum duct 4
The magnetic field intensity within 0 can be increased, and radiated light with a long wavelength can be obtained.
【0018】図3は本発明の挿入光源装置用磁気回路の
他の実施形態を示す部分側断面図、図4はその部分正面
断面図である。この装置は、永久磁石と磁性体とが交互
に複数個配列されてなるハイブリッド磁石列20A及び
20Bが真空ダクト40を介して対向して設けられ、さ
らに真空ダクト40内壁に、ハイブリッド磁石列20A
及び20Bの磁性体23A、24A、23B、24Bと
それぞれ真空ダクト40壁を介して対向する位置に磁性
体43A、44A、43B、44Bが配置されている点
で第1の実施形態と同じである。FIG. 3 is a partial side sectional view showing another embodiment of the magnetic circuit for an insertion light source device of the present invention, and FIG. 4 is a partial front sectional view thereof. In this device, hybrid magnet rows 20A and 20B in which a plurality of permanent magnets and magnetic bodies are alternately arranged are provided to face each other via a vacuum duct 40, and further, the hybrid magnet row 20A is provided on the inner wall of the vacuum duct 40.
The magnetic bodies 43A, 44A, 23B, and 24B of 20 and 20B are the same as those of the first embodiment in that the magnetic bodies 43A, 44A, 43B, and 44B are arranged at positions facing each other via the wall of the vacuum duct 40. .
【0019】本実施形態では、ハイブリット磁石列20
A及び20Bの真空ダクトと反対側のそれぞれの面に近
接して、複数の永久磁石を配列してなる永久磁石列30
A及び30Bがそれぞれ設けられている。永久磁石列3
0A(30B)は、それぞれ−y方向及び+y方向に磁
化された31A及び32A(31B及び32B)が交互
に複数個配列されてなる。In this embodiment, the hybrid magnet array 20 is used.
A row of permanent magnets 30 in which a plurality of permanent magnets are arranged close to the respective surfaces of A and 20B opposite to the vacuum duct.
A and 30B are provided respectively. Permanent magnet row 3
0A (30B) is formed by alternately arranging a plurality of 31A and 32A (31B and 32B) magnetized in the −y direction and the + y direction, respectively.
【0020】上記構成の磁気回路においては、真空ダク
ト40内に配置された磁性体43A、43B、44A、
44Bによる効果に加え、永久磁石列30A及び30B
により磁場強度がさらに向上する。In the magnetic circuit having the above structure, the magnetic bodies 43A, 43B, 44A arranged in the vacuum duct 40,
In addition to the effect of 44B, permanent magnet rows 30A and 30B
This further improves the magnetic field strength.
【0021】[0021]
【発明の効果】以上説明した通り本発明によれば、従来
より磁場強度を大きくすることができ、より長い波長の
放射光を得ることができる。As described above, according to the present invention, it is possible to increase the magnetic field strength and obtain radiated light having a longer wavelength than before.
【図1】本発明の挿入光源装置用磁気回路の一実施形態
を示す部分側断面図である。FIG. 1 is a partial side sectional view showing an embodiment of a magnetic circuit for an insertion light source device of the present invention.
【図2】本発明の挿入光源装置用磁気回路の一実施形態
を示す部分正面断面図である。FIG. 2 is a partial front sectional view showing an embodiment of a magnetic circuit for an insertion light source device of the present invention.
【図3】本発明の挿入光源装置用磁気回路の他の実施形
態を示す部分側断面図である。FIG. 3 is a partial side sectional view showing another embodiment of the magnetic circuit for an insertion light source device of the present invention.
【図4】本発明の挿入光源装置用磁気回路の他の実施形
態を示す部分正面断面図である。FIG. 4 is a partial front sectional view showing another embodiment of the magnetic circuit for an insertion light source device of the present invention.
【図5】従来のハルバック型挿入光源装置用磁気回路の
一例を示す部分斜視図である。FIG. 5 is a partial perspective view showing an example of a conventional magnetic circuit for a hullback type insertion light source device.
【図6】従来のハルバック型挿入光源装置用磁気回路の
一例を示す部分断面図である。FIG. 6 is a partial cross-sectional view showing an example of a conventional magnetic circuit for a hullback type insertion light source device.
20A,20B ハイブリッド磁石列 21A,21B,22A,22B 永久磁石 23A,23B,24A,24B 磁性体 30A,30B 永久磁石列 31A,31B,32A,32B 永久磁石 40 真空ダクト 43A,43B,44A,44B 磁性体 20A, 20B Hybrid magnet row 21A, 21B, 22A, 22B Permanent magnet 23A, 23B, 24A, 24B Magnetic body 30A, 30B Permanent magnet row 31A, 31B, 32A, 32B Permanent magnet 40 Vacuum duct 43A, 43B, 44A, 44B Magnetic body
Claims (2)
されてなる第1及び第2のハイブリット磁石列が真空ダ
クトを介して対向して設けられるとともに、各ハイブリ
ット磁石列の各磁性体の位置に対応する真空ダクト内壁
側に磁性体が設けられたことを特徴とする挿入光源装置
用磁気回路。1. A first and a second hybrid magnet row, in which a plurality of permanent magnets and magnetic bodies are alternately arranged, are provided facing each other through a vacuum duct, and each magnetic body of each hybrid magnet row. A magnetic circuit for an inserted light source device, wherein a magnetic body is provided on the inner wall side of the vacuum duct corresponding to the position of.
空ダクトと反対側のそれぞれの面に近接して、複数の永
久磁石を配列してなる第1及び第2の永久磁石列がそれ
ぞれ設けられたことを特徴とする請求項1記載の挿入光
源装置用磁気回路。2. A first and a second permanent magnet row in which a plurality of permanent magnets are arranged are provided in proximity to respective surfaces of the first and second hybrid magnet rows opposite to the vacuum duct. The magnetic circuit for an insertion light source device according to claim 1, wherein:
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP27194495A JPH0992497A (en) | 1995-09-26 | 1995-09-26 | Magnetic circuit for inserted light source device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP27194495A JPH0992497A (en) | 1995-09-26 | 1995-09-26 | Magnetic circuit for inserted light source device |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0992497A true JPH0992497A (en) | 1997-04-04 |
Family
ID=17507009
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP27194495A Pending JPH0992497A (en) | 1995-09-26 | 1995-09-26 | Magnetic circuit for inserted light source device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0992497A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007312449A (en) * | 2006-05-16 | 2007-11-29 | Yaskawa Electric Corp | Periodic magnetic field generator and motor employing the same |
-
1995
- 1995-09-26 JP JP27194495A patent/JPH0992497A/en active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007312449A (en) * | 2006-05-16 | 2007-11-29 | Yaskawa Electric Corp | Periodic magnetic field generator and motor employing the same |
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