JPS61153924A - ジヤイロトロン装置 - Google Patents
ジヤイロトロン装置Info
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- JPS61153924A JPS61153924A JP59281106A JP28110684A JPS61153924A JP S61153924 A JPS61153924 A JP S61153924A JP 59281106 A JP59281106 A JP 59281106A JP 28110684 A JP28110684 A JP 28110684A JP S61153924 A JPS61153924 A JP S61153924A
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- electron beam
- electromagnetic wave
- magnetic field
- resonator
- electromagnetic waves
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J25/00—Transit-time tubes, e.g. klystrons, travelling-wave tubes, magnetrons
- H01J25/02—Tubes with electron stream modulated in velocity or density in a modulator zone and thereafter giving up energy in an inducing zone, the zones being associated with one or more resonators
- H01J25/025—Tubes with electron stream modulated in velocity or density in a modulator zone and thereafter giving up energy in an inducing zone, the zones being associated with one or more resonators with an electron stream following a helical path
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E30/00—Energy generation of nuclear origin
- Y02E30/10—Nuclear fusion reactors
Landscapes
- Microwave Tubes (AREA)
- Plasma Technology (AREA)
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】
〔発明の技術分野〕
本発明は、電磁波ビームを発生するジャイロトロン装置
に関する。
に関する。
近年、核融合炉のプラズマを加熱するのに電磁波を用い
る方法が検討されており、この電磁波を発生するものと
してジャイロトロン装置が開発されている。第５図はジ
ャイロトロン装置の一例を示す概略構成図である。この
装置は、主として電子ビームを図中２方向に放出する電
子銃５１、この電子銃５１から放出された電子ビームに
サイクロトロン運動を生起させるための磁気コイル５２
、及び上記電子ビームから得られる電磁波を共振させる
空胴共振器５３等からなり、電磁波ビームのみを出力窓
５４から出力するものとなっている。
る方法が検討されており、この電磁波を発生するものと
してジャイロトロン装置が開発されている。第５図はジ
ャイロトロン装置の一例を示す概略構成図である。この
装置は、主として電子ビームを図中２方向に放出する電
子銃５１、この電子銃５１から放出された電子ビームに
サイクロトロン運動を生起させるための磁気コイル５２
、及び上記電子ビームから得られる電磁波を共振させる
空胴共振器５３等からなり、電磁波ビームのみを出力窓
５４から出力するものとなっている。
このようなジャイロトロン装置において、例えば周波数
１００［ＧＨｚ］以上で、且ツ１０［ＭＷ］級の電磁波
ビームを出力しようとする場合、空胴共振器５３内での
電子の共振周波数が高いために、空胴共振器５３の寸法
、即ち空胴共振器５３の内径寸法が小さく制限される。
１００［ＧＨｚ］以上で、且ツ１０［ＭＷ］級の電磁波
ビームを出力しようとする場合、空胴共振器５３内での
電子の共振周波数が高いために、空胴共振器５３の寸法
、即ち空胴共振器５３の内径寸法が小さく制限される。
このため、空胴共振器５３の内壁の面積が小さく抑えら
れることになり、空胴共振器５３の内壁面はジュール熱
によって非常に高温に加熱される。そして、この加熱に
対して空胴共振器５３自体が耐えられないと云う不具合
を招く。この結果、上述したタイプのジャイロトロン装
置においては、上記範囲つまり周波数１００［ＧＨｚ］
以上で、且ツ１０［ＭＷ］級の電磁波ビームを出力する
ことは事実上不可能であった。また、このことから、低
出力である上記ジャイロトロン装置を用いて、核融合炉
のプラズマを加熱しようとする場合には、このジャイロ
トロン装置を多数使用しなければならなくなる。
れることになり、空胴共振器５３の内壁面はジュール熱
によって非常に高温に加熱される。そして、この加熱に
対して空胴共振器５３自体が耐えられないと云う不具合
を招く。この結果、上述したタイプのジャイロトロン装
置においては、上記範囲つまり周波数１００［ＧＨｚ］
以上で、且ツ１０［ＭＷ］級の電磁波ビームを出力する
ことは事実上不可能であった。また、このことから、低
出力である上記ジャイロトロン装置を用いて、核融合炉
のプラズマを加熱しようとする場合には、このジャイロ
トロン装置を多数使用しなければならなくなる。
また、上述した従来のジャイロトロン装置においては、
上記出力窓５４から任意の方向に電磁波ビームが出力さ
れることになるので、このようなＩ！電磁波ビーム所望
の場所まで伝送するには導波管を用いなければならない
。導波管内を電磁波ビームが伝送されると、この導波管
内で電磁波ビームが反射を繰返す度に、電磁波ビームの
エネルギーが損失されることになるから、電磁波ビーム
の伝送効率は悪い。さらに、電磁波ビームを導波管を介
して伝送する場合には、上記電磁波ビームを所望の被照
射物に集束させるのが困難となる。この点からも、上述
した公知のタイプのジャイロトロン装置は核融合炉のプ
ラズマの加熱には不向きであった。
上記出力窓５４から任意の方向に電磁波ビームが出力さ
れることになるので、このようなＩ！電磁波ビーム所望
の場所まで伝送するには導波管を用いなければならない
。導波管内を電磁波ビームが伝送されると、この導波管
内で電磁波ビームが反射を繰返す度に、電磁波ビームの
エネルギーが損失されることになるから、電磁波ビーム
の伝送効率は悪い。さらに、電磁波ビームを導波管を介
して伝送する場合には、上記電磁波ビームを所望の被照
射物に集束させるのが困難となる。この点からも、上述
した公知のタイプのジャイロトロン装置は核融合炉のプ
ラズマの加熱には不向きであった。
本発明の目的は、大出力の電磁波ビームを効率良く得る
ことができ、且つこの電磁波ビームの伝送を効率良く行
い得ると共に、該ビームの集束を容易になすことができ
るジャイロトロン装置１置を提供することにある。
ことができ、且つこの電磁波ビームの伝送を効率良く行
い得ると共に、該ビームの集束を容易になすことができ
るジャイロトロン装置１置を提供することにある。
本発明の骨子は、光学的共振器を用いて電磁波を共振さ
せることにあり、さらに共振器内で電磁波を電子ビーム
と複数回交差させることにある。
せることにあり、さらに共振器内で電磁波を電子ビーム
と複数回交差させることにある。
即ち本発明は、中空状の電子ビームを放出する電子銃と
、この電子銃から放出された電子ビームにサイクロトロ
ン運動を生起させるための磁場を発生する磁場発生手段
と、前記電子ビームのビーム軸方向に複数の環状ミラー
を配設してなり、上記磁場中を電子ビームが通□過する
際に生じる電磁波を準光学的に反射させて共振させる光
学的共振器とを具備してなるジャイロトロン装置におい
て、前記光学的共振器を該共振器内を伝搬する電磁波ビ
ームが前記電子ビームと複数回交差するよう構成するよ
うにしたものである。
、この電子銃から放出された電子ビームにサイクロトロ
ン運動を生起させるための磁場を発生する磁場発生手段
と、前記電子ビームのビーム軸方向に複数の環状ミラー
を配設してなり、上記磁場中を電子ビームが通□過する
際に生じる電磁波を準光学的に反射させて共振させる光
学的共振器とを具備してなるジャイロトロン装置におい
て、前記光学的共振器を該共振器内を伝搬する電磁波ビ
ームが前記電子ビームと複数回交差するよう構成するよ
うにしたものである。
（発明の効果〕
本発明によれば、光学的共振器を用いて電磁波を準光学
的に反射させて共振させるようにしているので、共振器
が受ける熱負荷を大幅に低減することができる。ざらに
、共振器内で電磁波が電子ビームと複数回交差すること
になるので、電磁波の発生効率が向上する。このため、
大出力の電磁波を出力することができる。
的に反射させて共振させるようにしているので、共振器
が受ける熱負荷を大幅に低減することができる。ざらに
、共振器内で電磁波が電子ビームと複数回交差すること
になるので、電磁波の発生効率が向上する。このため、
大出力の電磁波を出力することができる。
また、光学的共振器を用いたことから、出力される電磁
波を容易にして光学的なＮｌａ波伝送伝送路送すること
ができる。このことから、電磁波の伝送過程におけるエ
ネルギー損失を最少限に抑えることができる。さらに、
光学的な電磁波伝送によって電磁波を伝送すれば、この
ｉ！電磁波被照射物に対して容易に集束させることも可
能となる。
波を容易にして光学的なＮｌａ波伝送伝送路送すること
ができる。このことから、電磁波の伝送過程におけるエ
ネルギー損失を最少限に抑えることができる。さらに、
光学的な電磁波伝送によって電磁波を伝送すれば、この
ｉ！電磁波被照射物に対して容易に集束させることも可
能となる。
〔発明の実施例〕
以下、本発明の詳細を図示の実施例によって説明する。
第１図は本発明の一実施例に係わるジャイロトロン装置
を示す概略構成図である。図中１０は円筒体であり、こ
の円筒体１０の内側には紙面左方から順に、電子銃２０
、光学的共振器３０を構成する円環状曲面ミラー３１，
３２、電磁波ビームをガイドする電磁波ガイド部４０を
なす円環状曲面ミラー４１．４２及び電子ビームコレク
タ５ｏがそれぞれ配設されている。また、光学的共振器
３０の周りには中空磁性体６０が配設され、共振器３０
の円環状曲面ミラー３２の外周部には円環状ミラー３３
が配設されている。さらに、円筒体１０の外側には、紙
面左方から順に磁気コイル７１，７２．７３がそれぞれ
配設されている。
を示す概略構成図である。図中１０は円筒体であり、こ
の円筒体１０の内側には紙面左方から順に、電子銃２０
、光学的共振器３０を構成する円環状曲面ミラー３１，
３２、電磁波ビームをガイドする電磁波ガイド部４０を
なす円環状曲面ミラー４１．４２及び電子ビームコレク
タ５ｏがそれぞれ配設されている。また、光学的共振器
３０の周りには中空磁性体６０が配設され、共振器３０
の円環状曲面ミラー３２の外周部には円環状ミラー３３
が配設されている。さらに、円筒体１０の外側には、紙
面左方から順に磁気コイル７１，７２．７３がそれぞれ
配設されている。
電子銃２０は中空状の電子ビームを放出する陰極２１．
制御電極２２及び陽極２３からなるマグネトロン型の電
子銃である。電子銃２０から放出された電子ビーム８１
は、光学的共振器３０内に進む。ここで、電子ビーム８
１は磁気コイル７１゜７２によって生成される磁場の磁
力線方向に沿って螺旋状に進み、その際旋回電子ビーム
が上記磁場内を通過することで電磁波８２が発振される
。
制御電極２２及び陽極２３からなるマグネトロン型の電
子銃である。電子銃２０から放出された電子ビーム８１
は、光学的共振器３０内に進む。ここで、電子ビーム８
１は磁気コイル７１゜７２によって生成される磁場の磁
力線方向に沿って螺旋状に進み、その際旋回電子ビーム
が上記磁場内を通過することで電磁波８２が発振される
。
そして、共振器３０を通過した電子ビーム８１は、電磁
波ガイド部４０を通過して電子ビームコレクタ５０で捕
集されるものとなっている。
波ガイド部４０を通過して電子ビームコレクタ５０で捕
集されるものとなっている。
光学的共振器３０は、円筒体１０の径方向に進行する電
磁波を反射する第１の円環状曲面ミラー３１と、該ミラ
ー３１で反射した電磁波及び径方向に進行する電磁波を
反射する第２の円環状曲面ミラー３２とから構成される
。なお、第１のミラー３１でも第２のミラー３２で反射
した軸方向に進行する電磁波が反射される。第２の円環
状曲面ミラー３２は、第２図に示す如く径方向に長い複
数のスロット３２ａを有するものである。そして、共振
器３０内で共振する電磁波は、概略的にＰ１→Ｐ２→Ｐ
４→Ｐ３→Ｐ１ の経路及びその逆の経路を進行しながら定在波を形成し
ている。この経路のうち、 Ｐ１→Ｐ３ （Ｐｉ→Ｐｓ ） 及び Ｐ２→Ｐ４ （Ｐ４→Ｐ２ ） を通過する電磁波は電子ビームと相互作用して電子ビー
ムからエネルギーを吸収する。そして、共振器３０内か
ら円環状曲面ミラー３２のスロット３２ａを通過して電
磁波８２が共振器３０の外部に出力される。共振器３０
から出力された電磁波８２は軸方向と半径方向との両方
に進行するが、半径方向に進行する電磁波８２は円環状
曲面ミラー３２を取巻く環状ミラー３３で反射され、さ
らに円環状曲面ミラー３２の外面で反射され、軸方向に
進行する電磁波８２と重なって進行する。そして、この
電磁波８２は、電磁波ガイド部４０をなす円環状曲面ミ
ラー４１．４２で反射され、紙面右方向に出力され、軸
上に置かれた目標物まで伝送されるものとなっている。
磁波を反射する第１の円環状曲面ミラー３１と、該ミラ
ー３１で反射した電磁波及び径方向に進行する電磁波を
反射する第２の円環状曲面ミラー３２とから構成される
。なお、第１のミラー３１でも第２のミラー３２で反射
した軸方向に進行する電磁波が反射される。第２の円環
状曲面ミラー３２は、第２図に示す如く径方向に長い複
数のスロット３２ａを有するものである。そして、共振
器３０内で共振する電磁波は、概略的にＰ１→Ｐ２→Ｐ
４→Ｐ３→Ｐ１ の経路及びその逆の経路を進行しながら定在波を形成し
ている。この経路のうち、 Ｐ１→Ｐ３ （Ｐｉ→Ｐｓ ） 及び Ｐ２→Ｐ４ （Ｐ４→Ｐ２ ） を通過する電磁波は電子ビームと相互作用して電子ビー
ムからエネルギーを吸収する。そして、共振器３０内か
ら円環状曲面ミラー３２のスロット３２ａを通過して電
磁波８２が共振器３０の外部に出力される。共振器３０
から出力された電磁波８２は軸方向と半径方向との両方
に進行するが、半径方向に進行する電磁波８２は円環状
曲面ミラー３２を取巻く環状ミラー３３で反射され、さ
らに円環状曲面ミラー３２の外面で反射され、軸方向に
進行する電磁波８２と重なって進行する。そして、この
電磁波８２は、電磁波ガイド部４０をなす円環状曲面ミ
ラー４１．４２で反射され、紙面右方向に出力され、軸
上に置かれた目標物まで伝送されるものとなっている。
一方、前記中空磁性体６０は、その内壁面に螺旋対称な
溝を有するものである。この磁性体６０により光学的共
振器３０内での磁場の力線は、ビーム軸に対して螺旋状
に形成されるものとなっている。
溝を有するものである。この磁性体６０により光学的共
振器３０内での磁場の力線は、ビーム軸に対して螺旋状
に形成されるものとなっている。
このような構成であれば、光学的共振器３０内で発生す
る電磁波は、円環状曲面ミラー３１゜３２の作用により
共振器３０内を通過する電子ビーム８１と複数回（２回
）交差する。即ち、前記Ｐｉ→Ｐ３ 、Ｐ２→Ｐ４の経
路を進行する際に電子ビーム８１と交差することになる
。このため、電磁波の発生効率が向上し、大出力の電磁
波発生が可能となる。
る電磁波は、円環状曲面ミラー３１゜３２の作用により
共振器３０内を通過する電子ビーム８１と複数回（２回
）交差する。即ち、前記Ｐｉ→Ｐ３ 、Ｐ２→Ｐ４の経
路を進行する際に電子ビーム８１と交差することになる
。このため、電磁波の発生効率が向上し、大出力の電磁
波発生が可能となる。
また、本実施例では円環状曲面ミラー３１゜３２及び中
空磁性体６０の作用により電磁波発生効率をさらに向上
させることができる。以下に、その理由について説明す
る。
空磁性体６０の作用により電磁波発生効率をさらに向上
させることができる。以下に、その理由について説明す
る。
光学的共振器３０内で発振する電磁波は、ｃｏｓ（ｍθ
） （ｍθ−０，１，２−）に比例する。ここで、ｍ
は電磁波の周方向モード数、θは周方向座標（第２図参
照）である。もし、ｍ＞Ｑのモードの電磁波が発振する
と、ｍθ−（２ｎ＋１）π／２（ｎは正の整数）である
ようなθの近傍を通過する電子ビームは、電磁波の電場
が弱いので効率良く電磁波にエネルギーを与えない。そ
こで、磁気コイル７２中に螺旋対称な内壁を有する中空
磁性体６０を導入すると、磁力線も螺旋状になる。中空
状の電子ビームの半径をｒ、とすれば、半径ｒＢ上で磁
力線が円環状曲面ミラー３１の所から円環状曲面ミラー
３２の所まで至る間に、角度π／２ｍはど回転するよう
な螺旋対称な内壁を有する中空磁性体６０を置けば、中
空電子ビームもこの螺旋状の磁力線に沿って走行するか
ら、円環状曲面ミラー３１において電場の弱い部分、即
ち θ４（２ｎ＋１）π／２ｍ であるような所を通過して電子ビームは円環状曲面ミラ
ー３２において、 θ＃（ｎ＋１）π７ｍ であるような所、即ち電場の強い所を通過するから、円
環状曲面ミラー３１の所で電磁波にエネルギーを与えな
くても円環状曲面ミラー３２の所でエネルギーを与える
ことができる。このようにして、ｍ＞Ｑの電磁波が発振
してもπ／２ｍが螺旋状磁場のピッチ角に等しくなるよ
うなモード数ｍの電磁波が選択的に、且つ高効率で増幅
されることになる。
） （ｍθ−０，１，２−）に比例する。ここで、ｍ
は電磁波の周方向モード数、θは周方向座標（第２図参
照）である。もし、ｍ＞Ｑのモードの電磁波が発振する
と、ｍθ−（２ｎ＋１）π／２（ｎは正の整数）である
ようなθの近傍を通過する電子ビームは、電磁波の電場
が弱いので効率良く電磁波にエネルギーを与えない。そ
こで、磁気コイル７２中に螺旋対称な内壁を有する中空
磁性体６０を導入すると、磁力線も螺旋状になる。中空
状の電子ビームの半径をｒ、とすれば、半径ｒＢ上で磁
力線が円環状曲面ミラー３１の所から円環状曲面ミラー
３２の所まで至る間に、角度π／２ｍはど回転するよう
な螺旋対称な内壁を有する中空磁性体６０を置けば、中
空電子ビームもこの螺旋状の磁力線に沿って走行するか
ら、円環状曲面ミラー３１において電場の弱い部分、即
ち θ４（２ｎ＋１）π／２ｍ であるような所を通過して電子ビームは円環状曲面ミラ
ー３２において、 θ＃（ｎ＋１）π７ｍ であるような所、即ち電場の強い所を通過するから、円
環状曲面ミラー３１の所で電磁波にエネルギーを与えな
くても円環状曲面ミラー３２の所でエネルギーを与える
ことができる。このようにして、ｍ＞Ｑの電磁波が発振
してもπ／２ｍが螺旋状磁場のピッチ角に等しくなるよ
うなモード数ｍの電磁波が選択的に、且つ高効率で増幅
されることになる。
一方、円環状曲面ミラー３１．３２内では電磁波は径方
向には概略的には ｓｉｎ （２πｒ／λ） に比例する。ここで、λは電磁波の波長、ｒは径方向座
標である。もし、中空電子ビームの厚みがλ／４よりも
大きくなると、円環状曲面ミラー３１において、 ｒ卸ｎλ／２π （ｎは正の整数） であるような半径の近傍を通過する電子ビームが存在し
、１！磁波の電場が弱いため、効率良くそのエネルギー
を電磁波に与えられない。そこで、円環状曲面ミラー３
１における電磁波の波面の半径と、円環状曲面ミラー３
２における波面の半径とが、半径方向にλ／４程度ずれ
るよう共振器３０を構成しておけば、円環状曲面ミラー
３１において ｒ岬ｎ λ ／２ π を通過した電子ビームは円環状曲面ミラー３２において
、 ｒ＝ｎλ／２π±π／４ 即ち、電場のピーク付近を通過することになるので、電
磁波にエネルギーを与えることができる。
向には概略的には ｓｉｎ （２πｒ／λ） に比例する。ここで、λは電磁波の波長、ｒは径方向座
標である。もし、中空電子ビームの厚みがλ／４よりも
大きくなると、円環状曲面ミラー３１において、 ｒ卸ｎλ／２π （ｎは正の整数） であるような半径の近傍を通過する電子ビームが存在し
、１！磁波の電場が弱いため、効率良くそのエネルギー
を電磁波に与えられない。そこで、円環状曲面ミラー３
１における電磁波の波面の半径と、円環状曲面ミラー３
２における波面の半径とが、半径方向にλ／４程度ずれ
るよう共振器３０を構成しておけば、円環状曲面ミラー
３１において ｒ岬ｎ λ ／２ π を通過した電子ビームは円環状曲面ミラー３２において
、 ｒ＝ｎλ／２π±π／４ 即ち、電場のピーク付近を通過することになるので、電
磁波にエネルギーを与えることができる。
従って、中空電子ビームはいかなる厚みでも高効率で電
磁波を発生されられる。また、ミラー３１゜３２１Ｉｌ
の波面の半径を等しくし、共振器部分に磁場を印加する
複数個の磁気コイル７２に流す電流を調節して磁気面に
テーバを与え、電子ビームの半径をビームがミラー３１
からのミラー３２に走行する間にλ／４程度変化させて
も同様の結果が得られる。
磁波を発生されられる。また、ミラー３１゜３２１Ｉｌ
の波面の半径を等しくし、共振器部分に磁場を印加する
複数個の磁気コイル７２に流す電流を調節して磁気面に
テーバを与え、電子ビームの半径をビームがミラー３１
からのミラー３２に走行する間にλ／４程度変化させて
も同様の結果が得られる。
かくして本装置によれば、光学的共振器３０を用いて電
磁波を準光学的に反射させて共振させるようにしている
ので、空胴共振器を用いた場合に比較して、共振器３０
が受ける熱負荷を大幅に低減することができる。さらに
、共振器３０内で電磁波が電子ビームと２回交差する構
成としているので、電磁波の発生効率の向上をはかるこ
とができる。
磁波を準光学的に反射させて共振させるようにしている
ので、空胴共振器を用いた場合に比較して、共振器３０
が受ける熱負荷を大幅に低減することができる。さらに
、共振器３０内で電磁波が電子ビームと２回交差する構
成としているので、電磁波の発生効率の向上をはかるこ
とができる。
また、中空磁性体６０により共振器３０内の磁場の力線
を螺旋状とすることにより、さらに円環状曲面ミラー３
１．３２における波面の半径が半径方向にλ／４程度ず
れるようにすることにより、前述した理由から電磁波の
発生効率をより一層向上させることができる。また、光
学的共振器３０を用いたことから、出力される電磁波を
電磁波伝送路に容易に伝送することができ、電磁波の伝
送過程におけるエネルギー損失を最少限に抑えることが
できる。しかも光学的な電磁波伝送によって電磁波を伝
送すれば、この電磁波を被照射物に対して容易に集束さ
せることが可能である。従って、核融合炉のプラズマの
加熱等に極めて有効に用いることができる。
を螺旋状とすることにより、さらに円環状曲面ミラー３
１．３２における波面の半径が半径方向にλ／４程度ず
れるようにすることにより、前述した理由から電磁波の
発生効率をより一層向上させることができる。また、光
学的共振器３０を用いたことから、出力される電磁波を
電磁波伝送路に容易に伝送することができ、電磁波の伝
送過程におけるエネルギー損失を最少限に抑えることが
できる。しかも光学的な電磁波伝送によって電磁波を伝
送すれば、この電磁波を被照射物に対して容易に集束さ
せることが可能である。従って、核融合炉のプラズマの
加熱等に極めて有効に用いることができる。
第３図は他の実施例の要部構成を示す図である。
この実施例が先に説明した実施例と異なる点は、共振器
の構成にある。即ち、光学的共振器に要求される構造は
電磁波が複数回電子ビームと交差することである。従っ
て、本実施例では共振器９０を６つの円環状ミラー９１
．〜，９６で構成している。この場合、共振器９０の内
部で発振した電磁波は Ｑｓ−＊Ｑ２→Ｑ３−＋Ｑ＋ →Ｑｓ −Ｑｓの経路及
びその逆の経路を辿りながら定在波を形成する。このた
め、中空の電子ビームは２つの領ｗｔＲｆｌ）、Ｒ２の
部分で電磁波と交差してそのエネルギーを与えることに
なる。ここで、円環状ミラー９６に前記第２図で示すの
と同様に複数のスロット９６ａを設けておけば、共振器
９０から電磁波を出力することが可能となる。
の構成にある。即ち、光学的共振器に要求される構造は
電磁波が複数回電子ビームと交差することである。従っ
て、本実施例では共振器９０を６つの円環状ミラー９１
．〜，９６で構成している。この場合、共振器９０の内
部で発振した電磁波は Ｑｓ−＊Ｑ２→Ｑ３−＋Ｑ＋ →Ｑｓ −Ｑｓの経路及
びその逆の経路を辿りながら定在波を形成する。このた
め、中空の電子ビームは２つの領ｗｔＲｆｌ）、Ｒ２の
部分で電磁波と交差してそのエネルギーを与えることに
なる。ここで、円環状ミラー９６に前記第２図で示すの
と同様に複数のスロット９６ａを設けておけば、共振器
９０から電磁波を出力することが可能となる。
このような構成であっても、先の実施例と同様の効果が
得ｑれるのは、勿論のことである。
得ｑれるのは、勿論のことである。
なお、本発明は上述した各実施例に限定されるものでは
ない。例えば、前記光学的共振器を構成するミラーの数
及び配置例は第１図或いは第３図に何等限定されるもの
ではなく、仕様に応じて適宜変更可能である。要は、電
磁波が電子ビームと複数回交差するような構成であれば
よい。また、前記前記中空状磁性体は一体形成したもの
に限るものではなく、第４図（ａ）（ｂ）に示す如く軸
方向に分割したものであってもよい。さらに、前記第２
の円環状曲面ミラーのスロットに電磁ホーンを取付は電
磁波の出力効率を向上させるようにしてもよい。また、
共振器により電磁波を電子ビームと複数回交差させるだ
けで十分な電磁波出力が得られる場合は、前記中空磁性
体は省略してもよい。その他、本発明の要旨を逸脱しな
い範囲で、種々変形して実施することができる。
ない。例えば、前記光学的共振器を構成するミラーの数
及び配置例は第１図或いは第３図に何等限定されるもの
ではなく、仕様に応じて適宜変更可能である。要は、電
磁波が電子ビームと複数回交差するような構成であれば
よい。また、前記前記中空状磁性体は一体形成したもの
に限るものではなく、第４図（ａ）（ｂ）に示す如く軸
方向に分割したものであってもよい。さらに、前記第２
の円環状曲面ミラーのスロットに電磁ホーンを取付は電
磁波の出力効率を向上させるようにしてもよい。また、
共振器により電磁波を電子ビームと複数回交差させるだ
けで十分な電磁波出力が得られる場合は、前記中空磁性
体は省略してもよい。その他、本発明の要旨を逸脱しな
い範囲で、種々変形して実施することができる。
第１図は本発明の一実施例に係わるジャイロトロン装置
を示す概略構成図、第２図は上記装置に用いた円環状曲
面ミラーの具体的構造を示す斜視図、第３図は他の実施
例の要部構成を示す図、第４図は変形例を説明するため
の図、第５図は従来のジャイロトロン装置を示す概略構
成図である。 １０・・・円筒体、２０・・・電子銃、３０・・・光学
的共振器、３１．３２・・・円環状曲面ミラー、３２ａ
・・・スロット、３３・・・円環状ミラー、４０・・・
電磁波ガイド部、４１．４２−・・円環状曲面ミラー、
５０・・・電子ビームコレクタ、６ｏ・・・中空磁性体
、７１゜７２．７３・・・磁気コイル、８１・・・電子
ビーム、８２・・・電磁波。
を示す概略構成図、第２図は上記装置に用いた円環状曲
面ミラーの具体的構造を示す斜視図、第３図は他の実施
例の要部構成を示す図、第４図は変形例を説明するため
の図、第５図は従来のジャイロトロン装置を示す概略構
成図である。 １０・・・円筒体、２０・・・電子銃、３０・・・光学
的共振器、３１．３２・・・円環状曲面ミラー、３２ａ
・・・スロット、３３・・・円環状ミラー、４０・・・
電磁波ガイド部、４１．４２−・・円環状曲面ミラー、
５０・・・電子ビームコレクタ、６ｏ・・・中空磁性体
、７１゜７２．７３・・・磁気コイル、８１・・・電子
ビーム、８２・・・電磁波。
Claims (4)
- （１）中空状の電子ビームを放出する電子銃と、この電
子銃から放出された電子ビームにサイクロトロン運動を
生起させるための磁場を発生する磁場発生手段と、前記
電子ビームのビーム軸方向に複数の環状ミラーを配設し
てなり、上記磁場中を電子ビームが通過する際に生じる
電磁波を準光学的に反射させて共振させる光学的共振器
とを具備し、前記光学的共振器は該共振器内を伝搬する
電磁波ビームが前記電子ビームと複数回交差するように
構成されていることを特徴とするジャイロトロン装置。 - （２）前記磁場発生手段は、磁場の力線を、前記電子ビ
ームのビーム軸に対して螺旋状に配位するものであるこ
とを特徴とする特許請求の範囲第１項記載のジャイロト
ロン装置。 - （３）前記磁場発生手段は、前記電子ビームのビーム軸
と同軸的にソレノイドコイルを配設し、且つこのコイル
の内側に螺旋対称な内壁を有する中空磁性体を配設して
なるものであることを特徴とする特許請求の範囲第２項
記載のジャイロトロン装置。 - （４）前記磁場発生手段は、磁場の磁気面の半径を、前
記電子ビームのビーム軸方向に変化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項記載のジャイロト
ロン装置。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59281106A JPS61153924A (ja) | 1984-12-26 | 1984-12-26 | ジヤイロトロン装置 |
| US06/807,969 US4839561A (en) | 1984-12-26 | 1985-12-12 | Gyrotron device |
| FR858519029A FR2578357B1 (fr) | 1984-12-26 | 1985-12-23 | Gyrotron |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59281106A JPS61153924A (ja) | 1984-12-26 | 1984-12-26 | ジヤイロトロン装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61153924A true JPS61153924A (ja) | 1986-07-12 |
| JPH0336267B2 JPH0336267B2 (ja) | 1991-05-30 |
Family
ID=17634430
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59281106A Granted JPS61153924A (ja) | 1984-12-26 | 1984-12-26 | ジヤイロトロン装置 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4839561A (ja) |
| JP (1) | JPS61153924A (ja) |
| FR (1) | FR2578357B1 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111081508A (zh) * | 2019-12-19 | 2020-04-28 | 中国工程物理研究院应用电子学研究所 | 一种反射增强型回旋管 |
Families Citing this family (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2629976B1 (fr) * | 1988-04-08 | 1991-01-18 | Cgr Mev | Accelerateur lineaire muni de cavites autofocalisantes a fort taux de capture electronique pour des tensions d'injections moderes |
| US5029259A (en) * | 1988-08-04 | 1991-07-02 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Microwave electron gun |
| CH678244A5 (ja) * | 1989-06-23 | 1991-08-15 | Asea Brown Boveri | |
| JPH03274802A (ja) * | 1990-03-26 | 1991-12-05 | Toshiba Corp | 導波路およびこれを用いたジャイロトロン装置 |
| JP2892151B2 (ja) * | 1990-11-27 | 1999-05-17 | 日本原子力研究所 | ジャイロトロン装置 |
| US5401973A (en) * | 1992-12-04 | 1995-03-28 | Atomic Energy Of Canada Limited | Industrial material processing electron linear accelerator |
| JP3444999B2 (ja) * | 1994-03-17 | 2003-09-08 | 三菱電機株式会社 | ジャイロトロン装置 |
| US6424090B1 (en) | 1999-11-12 | 2002-07-23 | Gti | Modification of millimetric wavelength microwave beam power distribution |
| JP2001338586A (ja) * | 2000-05-29 | 2001-12-07 | Japan Atom Energy Res Inst | モード変換器およびそれを備えたジャイロトロン装置 |
| TWI403020B (zh) * | 2009-07-24 | 2013-07-21 | Nat Univ Tsing Hua | 可模式選擇之磁旋管之作用結構 |
Family Cites Families (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4356430A (en) * | 1980-09-05 | 1982-10-26 | Varian Associates, Inc. | Gyrotron cavity resonator with an improved value of Q |
| US4393332A (en) * | 1980-09-05 | 1983-07-12 | Varian Associates, Inc. | Gyrotron transverse energy equalizer |
| US4398121A (en) * | 1981-02-05 | 1983-08-09 | Varian Associates, Inc. | Mode suppression means for gyrotron cavities |
| US4570103A (en) * | 1982-09-30 | 1986-02-11 | Schoen Neil C | Particle beam accelerators |
| US4531103A (en) * | 1982-12-10 | 1985-07-23 | Varian Associates, Inc. | Multidiameter cavity for reduced mode competition in gyrotron oscillator |
| FR2542504B1 (fr) * | 1983-03-11 | 1986-02-21 | Thomson Csf | Cavite resonnante pour hyperfrequences, en particulier pour generateurs d'energie electromagnetique |
| US4562380A (en) * | 1983-06-13 | 1985-12-31 | Raytheon Company | Tilt-angle electron gun |
| US4554484A (en) * | 1983-08-29 | 1985-11-19 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy | Complex cavity gyrotron |
| DE3483945D1 (en) * | 1983-09-30 | 1991-02-21 | Toshiba Kawasaki Kk | Gyrotron. |
| US4559475A (en) * | 1984-07-12 | 1985-12-17 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy | Quasi-optical harmonic gyrotron and gyroklystron |
| US4620170A (en) * | 1984-12-19 | 1986-10-28 | Varian Associates, Inc. | Means for liquid cooling a microwave window |
-
1984
- 1984-12-26 JP JP59281106A patent/JPS61153924A/ja active Granted
-
1985
- 1985-12-12 US US06/807,969 patent/US4839561A/en not_active Expired - Fee Related
- 1985-12-23 FR FR858519029A patent/FR2578357B1/fr not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111081508A (zh) * | 2019-12-19 | 2020-04-28 | 中国工程物理研究院应用电子学研究所 | 一种反射增强型回旋管 |
| CN111081508B (zh) * | 2019-12-19 | 2022-04-26 | 中国工程物理研究院应用电子学研究所 | 一种反射增强型回旋管 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| FR2578357B1 (fr) | 1994-09-16 |
| FR2578357A1 (fr) | 1986-09-05 |
| JPH0336267B2 (ja) | 1991-05-30 |
| US4839561A (en) | 1989-06-13 |
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