JPS6070700A - 電子波動リング - Google Patents
電子波動リングInfo
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- JPS6070700A JPS6070700A JP17898483A JP17898483A JPS6070700A JP S6070700 A JPS6070700 A JP S6070700A JP 17898483 A JP17898483 A JP 17898483A JP 17898483 A JP17898483 A JP 17898483A JP S6070700 A JPS6070700 A JP S6070700A
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
この発明は、荷電子を軌道で加速してエネルギーを蓄積
する電子波動リングに関するものである。
する電子波動リングに関するものである。
第１図は従来の電子波動リングの一例の構成を示す概略
図であり、１ａ〜１ｈは軌道半径２ｍ。
図であり、１ａ〜１ｈは軌道半径２ｍ。
偏向角４５°の偏向電磁石、２は入射用セプタム電磁石
、３はキツカーコイル、４は高周波空胴、５は垂直方向
の集束力をもつ四重様電磁石（以下Ｑｄと呼ぶ）、６は
水平方向の集束力をもつ四重様電磁石（以下Ｑｆと呼ぶ
）、７は前記Ｑｄ６をＱｆ５の両側に配した３台１セツ
トのトリプレットである。なお、１１は電子軌道、１２
は電子を示す。以下、動作について図面を参照しながら
説明する。
、３はキツカーコイル、４は高周波空胴、５は垂直方向
の集束力をもつ四重様電磁石（以下Ｑｄと呼ぶ）、６は
水平方向の集束力をもつ四重様電磁石（以下Ｑｆと呼ぶ
）、７は前記Ｑｄ６をＱｆ５の両側に配した３台１セツ
トのトリプレットである。なお、１１は電子軌道、１２
は電子を示す。以下、動作について図面を参照しながら
説明する。
入射用セプタム電磁石２に入射する電子ビームはわずか
８ｍｍＸ １０＋ｎｍ角の入口を通って安定軌道から外
側に４０＋ｎｍ外れた位置で安定な電子軌道１１と平行
に入射される。入用した電子１２は電子軌道１１を数周
する間に入射用セプタム電磁石２との仕切り板に衝突し
て散逸してしまうので、半周下流のキツカーコイル３に
電子ビームと同期する極短パルス電流を流して電子軌道
１１を修正する。そして、電子１２はさらにｌ／４周下
流におる高周波空胴４によって加速されながら蓄積され
電子エネルギーか上昇してゆく。
８ｍｍＸ １０＋ｎｍ角の入口を通って安定軌道から外
側に４０＋ｎｍ外れた位置で安定な電子軌道１１と平行
に入射される。入用した電子１２は電子軌道１１を数周
する間に入射用セプタム電磁石２との仕切り板に衝突し
て散逸してしまうので、半周下流のキツカーコイル３に
電子ビームと同期する極短パルス電流を流して電子軌道
１１を修正する。そして、電子１２はさらにｌ／４周下
流におる高周波空胴４によって加速されながら蓄積され
電子エネルギーか上昇してゆく。
次に第１図の波動リングから発生する放射光ＳＲの特性
を第２図によって説明する。
を第２図によって説明する。
この図で、１１は電子軌道、１２は前記電子軌道１１で
加速される電子である。
加速される電子である。
放射光ＳＲは電子軌道１１０面に垂直な方向のみに鋭い
指向性を持ち円形の電子軌道１１の接線方向に拡散する
発散光源であって、照射角が狭いため、リングラフィ技
術のように広角の照射角をもった高師度光源として使用
する上で問題があった。また、電子ビームを安定軌道に
対して、安定して等速に垂直、水平方向に移動して利用
することができないという欠点があった。
指向性を持ち円形の電子軌道１１の接線方向に拡散する
発散光源であって、照射角が狭いため、リングラフィ技
術のように広角の照射角をもった高師度光源として使用
する上で問題があった。また、電子ビームを安定軌道に
対して、安定して等速に垂直、水平方向に移動して利用
することができないという欠点があった。
この発明は、上記の点にかんがみなされたもので、荷電
粒子ビームを水平、垂直方向に安定して等速に移動でき
、かつ、高輝度の放射光を発生することができる電子波
動リングを提供することを目的とする。
粒子ビームを水平、垂直方向に安定して等速に移動でき
、かつ、高輝度の放射光を発生することができる電子波
動リングを提供することを目的とする。
以下、この発明を図面について説明する。
第３図はこの発明の一実施例である電子波動リングの構
成を示す概略図であり、１ａ〜Ｉｇ。
成を示す概略図であり、１ａ〜Ｉｇ。
２〜７および１１．１２は第１図と同じものである。
この図で、２１は平行移動あるいは偏向された’７１子
を光に変換するアンジュレータ、２２ａは前記トリプレ
ット７に設けた垂直偏向電磁石、２２ｂは同じくトリプ
レット７に設けた水平偏向電磁石である。以下、電子ビ
ームの軌道偏向について垂直方向への偏向、水平方向へ
の偏向の順に述べる。
を光に変換するアンジュレータ、２２ａは前記トリプレ
ット７に設けた垂直偏向電磁石、２２ｂは同じくトリプ
レット７に設けた水平偏向電磁石である。以下、電子ビ
ームの軌道偏向について垂直方向への偏向、水平方向へ
の偏向の順に述べる。
まず、垂直偏向を実行するためにトリプレット７のＱｆ
６ 、Ｑｄ５ 、Ｑｆ６のうち下流側のＱｄ６−Ｑｆ５
間に垂直偏向電磁石２２ａを設ける。この垂直偏向電磁
石２２ａの磁場（数十ガウス程度）によって第４図に示
すように下流側のＱｆ６に入射する電子ビーム軌道がＱ
ｆ６の垂直方向発散力によって、上方向または下方向に
増幅させて偏向し、さらに偏向角４５°の偏向電磁石１
ｄに入射する（第３図）、偏向電磁石１ｄは第５図（ａ
）に示されるように傾入射角θ１（１１，７°）がつけ
られていて、第５図（ｂ）に示されるように縦集束力を
持っているため、上方向または下方向に偏向して入射し
てきた電子ビームはそれぞれ下方向、上方向に軌道修正
を受けて偏向電磁石１ｄ中を通過し、偏向電磁石１ｄの
下流側の傾出射角θ２ （１１，７°）によって縦集束
され軌道を修正する。また、偏向電磁石１ｄを通過する
電子ビームは第６図に示すように安定軌道から上下にｄ
ｚｃｍｌ？Ｉれてほぼ水平に通過し、下流側の偏向電磁
石１ｅ〜１ｈを同じように縦集束力を受けながら通過す
る。その時、下流のトリプレット７ ット７のＱｄ５で安定軌道と交叉し、上方向に偏向した
ものは下方向に、下方向に偏向したものは上方向に、第
６図に示されるように垂直偏向電磁石２２ａをほぼ中心
とする前後３番目の偏向電磁石１ａ，ｉｆを節とする上
下波動を行う。この上下波動する電子ビームをアンジュ
レータ２１に入射し光を放射する。
６ 、Ｑｄ５ 、Ｑｆ６のうち下流側のＱｄ６−Ｑｆ５
間に垂直偏向電磁石２２ａを設ける。この垂直偏向電磁
石２２ａの磁場（数十ガウス程度）によって第４図に示
すように下流側のＱｆ６に入射する電子ビーム軌道がＱ
ｆ６の垂直方向発散力によって、上方向または下方向に
増幅させて偏向し、さらに偏向角４５°の偏向電磁石１
ｄに入射する（第３図）、偏向電磁石１ｄは第５図（ａ
）に示されるように傾入射角θ１（１１，７°）がつけ
られていて、第５図（ｂ）に示されるように縦集束力を
持っているため、上方向または下方向に偏向して入射し
てきた電子ビームはそれぞれ下方向、上方向に軌道修正
を受けて偏向電磁石１ｄ中を通過し、偏向電磁石１ｄの
下流側の傾出射角θ２ （１１，７°）によって縦集束
され軌道を修正する。また、偏向電磁石１ｄを通過する
電子ビームは第６図に示すように安定軌道から上下にｄ
ｚｃｍｌ？Ｉれてほぼ水平に通過し、下流側の偏向電磁
石１ｅ〜１ｈを同じように縦集束力を受けながら通過す
る。その時、下流のトリプレット７ ット７のＱｄ５で安定軌道と交叉し、上方向に偏向した
ものは下方向に、下方向に偏向したものは上方向に、第
６図に示されるように垂直偏向電磁石２２ａをほぼ中心
とする前後３番目の偏向電磁石１ａ，ｉｆを節とする上
下波動を行う。この上下波動する電子ビームをアンジュ
レータ２１に入射し光を放射する。
次に電子ビームの水平方向への安定した移動について説
明する。なお、水平偏向を実行するため水平偏向電磁石
２２ｂの設置位置は垂直偏向電磁石２２ａの設置位置ま
たは下流のトリプレット７の下流側のＱｄ５−Ｑｆ６間
とする。
明する。なお、水平偏向を実行するため水平偏向電磁石
２２ｂの設置位置は垂直偏向電磁石２２ａの設置位置ま
たは下流のトリプレット７の下流側のＱｄ５−Ｑｆ６間
とする。
水平偏向電磁石２２ｂの事情（１００ガウス以」二）に
よって第７図に示すように下流側のＱｆ６に入射する電
子ビームの軌道は左方向（内側）または右方向（外側）
に偏向され、ざらにＱｆ６の水平方向□集束力によって
、それぞれ逆方向に軌道修正され□安定軌道から左右に
ｄｘｃ＋ｎｐ７れて偏向電磁石１ｄに水平に入射するが
、偏向電磁石１ｄの傾入射角θ、（１１，７°）のため
のｄｘｃｍのずれは磁場中の軌道半径Ｈに大きく影響を
与えることなく、電子ビームの軌道は安定軌道に対して
平行に外側または内側に安定して移動する。そして、下
流に位置するＱｆ６によって電子ビームはさらに水平集
束されてゆく。
よって第７図に示すように下流側のＱｆ６に入射する電
子ビームの軌道は左方向（内側）または右方向（外側）
に偏向され、ざらにＱｆ６の水平方向□集束力によって
、それぞれ逆方向に軌道修正され□安定軌道から左右に
ｄｘｃ＋ｎｐ７れて偏向電磁石１ｄに水平に入射するが
、偏向電磁石１ｄの傾入射角θ、（１１，７°）のため
のｄｘｃｍのずれは磁場中の軌道半径Ｈに大きく影響を
与えることなく、電子ビームの軌道は安定軌道に対して
平行に外側または内側に安定して移動する。そして、下
流に位置するＱｆ６によって電子ビームはさらに水平集
束されてゆく。
次に、電子ビームの平行制御について第８図の励磁電流
波形図で説明する。
波形図で説明する。
この図で、横軸は時間し、縦軸は励磁電流Ｉ。
であり、第３図の垂直偏向電磁石２２ａ、水平偏向電磁
石２２ｂに時間ｔｏ−ｔ、の間に任意可変な励磁電流工
。を印加する。
石２２ｂに時間ｔｏ−ｔ、の間に任意可変な励磁電流工
。を印加する。
電子ビームを等速にｔｏ秒間Ｚ軸、Ｘ軸に対し、ｄｚｃ
ｍ、ｄｘｃｍ変位し、ｔ１秒間停止した後再び等速で１
０秒間それぞれ−ｄｚｃｍ、−ｄｘｃｒｒＩまで等速に
変位し、ｔ１秒間停止後再びもとの位置に復帰するよう
に励磁電流Ｉ。を制御する。
ｍ、ｄｘｃｍ変位し、ｔ１秒間停止した後再び等速で１
０秒間それぞれ−ｄｚｃｍ、−ｄｘｃｒｒＩまで等速に
変位し、ｔ１秒間停止後再びもとの位置に復帰するよう
に励磁電流Ｉ。を制御する。
次に、入射電子ビームを光放射するアンジュレータ２１
の構造と作用について第９図（ａ）〜（Ｃ）で述べる。
の構造と作用について第９図（ａ）〜（Ｃ）で述べる。
第９１ノ（ａ）はアンジュレータ２１の概略図であり、
３１は小型永久磁石で異極性の磁石を交互に上下に配列
している。３２は電子ビーム、八〇は周期長である。
３１は小型永久磁石で異極性の磁石を交互に上下に配列
している。３２は電子ビーム、八〇は周期長である。
アンジュレータ２１から放射される放射光ＶＲば従来の
蓄積リングからの放射光ＳＲとを比較すると、高輝度で
１０２〜１０３倍の準単色をもつ放射光である。放射光
ＳＲからの指向性は第９図（ｂ）に示すように、電子軌
道面に対して垂直な方向のみで、軌道面では円軌道の接
線方向に拡散する発散光源である。ところが、アンジュ
レータ２１からの放射光ＶＲは第９１ｉｆｆｌ（ｃ）に
示すように、電子が蛇行しながら放射する直線状指向性
をもった放射光である。そして、放射光ＶＲと放射光Ｓ
Ｒとの相対輝度比を示すと、 ２Ｎ＜ ［ＶＲ］ ／ ［ＳＲ］ ＜４Ｎ２となる。上
記式中のＮはアンジュレータ２１の周期数である。ここ
で、相対輝度比の最小値は蛇行した電子軌道の腹の数に
等しく、最大値は電子ビームの方向が揃っている腹のと
ころで放射された放射光の干渉効果が生じた時の値に等
しい。また磁性体としてＳｍＣＯ５等を用いた永久磁石
のアンジュレータ２１の場合の周期長λ。は３〜４ｃｍ
程度で、このときの周期Ｎを１０とすると、放射光ＶＲ
は放射光ＳＲに比べて４００倍の輝度が得られ、周期数
Ｎを１６とすれば、放射光ＶＲは放射光ＳＲに比べて１
０００倍の輝度が得られ、このようにアンジュレータ２
１を通過する電子は高輝度化された光となる。なお、ア
ンジュレータ２１の設置位置は電子波動リングの構成上
、電子入射部と高周波空胴を除いた直線部分とする。
蓄積リングからの放射光ＳＲとを比較すると、高輝度で
１０２〜１０３倍の準単色をもつ放射光である。放射光
ＳＲからの指向性は第９図（ｂ）に示すように、電子軌
道面に対して垂直な方向のみで、軌道面では円軌道の接
線方向に拡散する発散光源である。ところが、アンジュ
レータ２１からの放射光ＶＲは第９１ｉｆｆｌ（ｃ）に
示すように、電子が蛇行しながら放射する直線状指向性
をもった放射光である。そして、放射光ＶＲと放射光Ｓ
Ｒとの相対輝度比を示すと、 ２Ｎ＜ ［ＶＲ］ ／ ［ＳＲ］ ＜４Ｎ２となる。上
記式中のＮはアンジュレータ２１の周期数である。ここ
で、相対輝度比の最小値は蛇行した電子軌道の腹の数に
等しく、最大値は電子ビームの方向が揃っている腹のと
ころで放射された放射光の干渉効果が生じた時の値に等
しい。また磁性体としてＳｍＣＯ５等を用いた永久磁石
のアンジュレータ２１の場合の周期長λ。は３〜４ｃｍ
程度で、このときの周期Ｎを１０とすると、放射光ＶＲ
は放射光ＳＲに比べて４００倍の輝度が得られ、周期数
Ｎを１６とすれば、放射光ＶＲは放射光ＳＲに比べて１
０００倍の輝度が得られ、このようにアンジュレータ２
１を通過する電子は高輝度化された光となる。なお、ア
ンジュレータ２１の設置位置は電子波動リングの構成上
、電子入射部と高周波空胴を除いた直線部分とする。
以上詳細に説明したように、この発明は、電子波動リン
グ軌道上に設置した個別の水平、垂直偏向電磁石および
アンジュレータによって、従来の放射光に比べて照射角
の広い高師度光源を得ることができ、また、安定して電
子ビーム軌道を垂直、水平方向に等速に移動させること
ができるので、リングラフィ技術等に利用でき、その工
業的意義はきわめて大きい。
グ軌道上に設置した個別の水平、垂直偏向電磁石および
アンジュレータによって、従来の放射光に比べて照射角
の広い高師度光源を得ることができ、また、安定して電
子ビーム軌道を垂直、水平方向に等速に移動させること
ができるので、リングラフィ技術等に利用でき、その工
業的意義はきわめて大きい。
第１図は従来の電子波動リングの構成を示す概略図、第
２図は電子波動リングからの放射光ＳＲを説明する図、
第３図はこの発明の一実施例を示す概略構成図、第４図
は垂直偏向電磁石と電子ビームとの関係を説明する図、
第５図（ａ）は偏向電磁石の平面図、第５図（ｂ）は偏
向電磁石の側面図、第６図は電子ビームの波動特性図、
第７図は水平偏向電磁石と電子ビームとの関係を説明す
る図、第８図は励磁電流波形図、第９図（ａ）はアンジ
ュレータの概略図、第９図（ｂ）は放射光ＳＲの指向性
を説明する図、第９図（Ｃ）は放射光ＶＲの指向性を説
明する図である。 図中、１ａ〜１ｈは偏向電磁石、２は入射用セプタム電
磁石、３はキツカーコイル、４は高周波空胴、５．６は
四重極電磁石、７はトリプレ・ント、７１は電子軌道、
１２は電子、２１はアンジュレータ、２２ａは垂直偏向
電磁石、２２’ｂは水平偏向電磁石、３１は小型永久磁
石、３２は電第２図 １１ 第５図 （ａ） ｄ 手続補正書（自発） 昭和 ５８年 １０月３ ｕ １事件の表示 昭和５８年９月２７日提出の特許願 ２発明の名称 電子波動リング ３補正をする者 事件との関係 特許出願人 東京都千代Ｈ］区霞か関１丁目３番１号４指定代理人 茨城県新治郡桜村栴園１丁目１番４弓 ００３５工業技術院 電子技術総合研究所長 等々力 ５補正の対象 明細書の特許請求の範囲。 ６補正の内容 （１） 明細書の特許請求の範囲を別紙のように訂正す
る。 字 特許請求の範囲 （１）偏向電磁石を電子軌道上の所定個所に所定数配（
〜、この偏向電磁石の間に高周波空胴と、入射する電子
を水平方向、垂直方向に集束するトリプレットを前記電
子軌道上の所定位置に設けて前記入射する電子を蓄積す
る電子波動リングにおいて、前記トリプレットトの所定
位置に前記入射する電子を安定な電子軌道と平行して水
平、垂直に安定（て移動させる偏向手段をそれぞれ別個
に設け、さらに前記偏向手段で偏向あるいは安定軌道と
平行に水平。 垂直方向に移動させた電イを光エネルギーに変換するア
ンジ−レータを具備したことを特徴とする電子波動リン
グ。 （２） 偏向手段は、電子を安定な電子軌道と平行して
水平、垂直に安定して等速に移動させるものであること
を特徴とする特許請求の範囲第（１）項記載の電子波動
リング。 （３）、偏向手段は、電子軌道上のアンジ−レータおよ
びトリプレットが設置されてぃ゛ない直線部に設けられ
たものであることを特徴とする特許請求の範囲第（１）
項記載の電子波動リング。
２図は電子波動リングからの放射光ＳＲを説明する図、
第３図はこの発明の一実施例を示す概略構成図、第４図
は垂直偏向電磁石と電子ビームとの関係を説明する図、
第５図（ａ）は偏向電磁石の平面図、第５図（ｂ）は偏
向電磁石の側面図、第６図は電子ビームの波動特性図、
第７図は水平偏向電磁石と電子ビームとの関係を説明す
る図、第８図は励磁電流波形図、第９図（ａ）はアンジ
ュレータの概略図、第９図（ｂ）は放射光ＳＲの指向性
を説明する図、第９図（Ｃ）は放射光ＶＲの指向性を説
明する図である。 図中、１ａ〜１ｈは偏向電磁石、２は入射用セプタム電
磁石、３はキツカーコイル、４は高周波空胴、５．６は
四重極電磁石、７はトリプレ・ント、７１は電子軌道、
１２は電子、２１はアンジュレータ、２２ａは垂直偏向
電磁石、２２’ｂは水平偏向電磁石、３１は小型永久磁
石、３２は電第２図 １１ 第５図 （ａ） ｄ 手続補正書（自発） 昭和 ５８年 １０月３ ｕ １事件の表示 昭和５８年９月２７日提出の特許願 ２発明の名称 電子波動リング ３補正をする者 事件との関係 特許出願人 東京都千代Ｈ］区霞か関１丁目３番１号４指定代理人 茨城県新治郡桜村栴園１丁目１番４弓 ００３５工業技術院 電子技術総合研究所長 等々力 ５補正の対象 明細書の特許請求の範囲。 ６補正の内容 （１） 明細書の特許請求の範囲を別紙のように訂正す
る。 字 特許請求の範囲 （１）偏向電磁石を電子軌道上の所定個所に所定数配（
〜、この偏向電磁石の間に高周波空胴と、入射する電子
を水平方向、垂直方向に集束するトリプレットを前記電
子軌道上の所定位置に設けて前記入射する電子を蓄積す
る電子波動リングにおいて、前記トリプレットトの所定
位置に前記入射する電子を安定な電子軌道と平行して水
平、垂直に安定（て移動させる偏向手段をそれぞれ別個
に設け、さらに前記偏向手段で偏向あるいは安定軌道と
平行に水平。 垂直方向に移動させた電イを光エネルギーに変換するア
ンジ−レータを具備したことを特徴とする電子波動リン
グ。 （２） 偏向手段は、電子を安定な電子軌道と平行して
水平、垂直に安定して等速に移動させるものであること
を特徴とする特許請求の範囲第（１）項記載の電子波動
リング。 （３）、偏向手段は、電子軌道上のアンジ−レータおよ
びトリプレットが設置されてぃ゛ない直線部に設けられ
たものであることを特徴とする特許請求の範囲第（１）
項記載の電子波動リング。
Claims (3)
- （１）偏向電磁石を電子軌道上の所定個所に所定数配し
、この偏向電磁石の間に高周波空胴と、入射する電子を
水平方向、垂直方向に集束するトリプレットを前記電子
軌道上の所定位置に設けて前記入射する電子を蓄積する
電子波動リングにおいて、前記トリプレットの所定位置
に前記入射する電子を安定な電子軌道と平行して水平、
垂直に安定して移動させる偏向手段をそれぞれ別個に設
け、さらに前記偏向手段で偏向あるいは安定軌道と平行
に水平、垂直方向に移動させた電子をエネルギーに変換
するアンジュレータを具備したことを特徴とする電子波
動リング。 - （２）偏向手段は、電子を安定な電子軌道と平行して水
平、垂直に安定して等速に移動させるものであることを
特徴とする特許請求の範囲第（１）項記載の電子波動リ
ング。 - （３）偏向手段は、電子軌道上のアンジュレータおよび
）・リプレットが設置されていない直線部に設けられた
ものであることを特徴とする特許請求の範囲第（１）項
記載の電子波動リング。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17898483A JPS6070700A (ja) | 1983-09-27 | 1983-09-27 | 電子波動リング |
| US06/653,588 US4631743A (en) | 1983-09-22 | 1984-09-24 | X-ray generating apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17898483A JPS6070700A (ja) | 1983-09-27 | 1983-09-27 | 電子波動リング |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6070700A true JPS6070700A (ja) | 1985-04-22 |
| JPH0365640B2 JPH0365640B2 (ja) | 1991-10-14 |
Family
ID=16058077
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17898483A Granted JPS6070700A (ja) | 1983-09-22 | 1983-09-27 | 電子波動リング |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6070700A (ja) |
-
1983
- 1983-09-27 JP JP17898483A patent/JPS6070700A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0365640B2 (ja) | 1991-10-14 |
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