KR970009413B1 - Helical undulator - Google Patents
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Abstract
Description
제1도는 자기장 정밀조정이 가능한 영구자석 헤리칼 언듀레이타의 개략도.1 is a schematic diagram of a permanent magnet helical undulator with magnetic field precision adjustment.
여기서 Lw는 자기장의 한 주기를 나타낸다.Where Lw represents one period of the magnetic field.
제2도는 자화방향이 언듀레이타 축과 평행한 자석들의 높이를 조절하여 자기장을 미세조정하는 원리도.2 is a principle diagram of fine-tuning the magnetic field by adjusting the height of the magnets whose magnetization direction is parallel to the undurator axis.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings
1,12 : 줄의 홈이 파여진 자석고정용 비자성금속 원통1,12: Non-magnetic metal cylinder for magnet fixing with string grooves
2 : 자화방향이 언듀레이타 중심축과 수직하게 놓여진 영구자석 블록2: Permanent magnet block in which the magnetization direction is perpendicular to the central axis of the undurater
3 : 자화방향이 언듀레이타 중심축과 평행하게 놓여진 영구자석 블록3: Permanent magnet block in which the magnetization direction is parallel to the central axis of the undurater
4 : 영구자석들을 자석고정용 원통에 고정하거나 자석들의 높이를 조절하기 위해서 나사구멍들이 뚫어져 있는 원통4: Cylinder with screw holes to fix permanent magnets to the magnet fixing cylinder or to adjust the height of the magnets
5 : 영구자석을 고정하거나 영구자석 높이를 조절하기 위한 무두나사5: Head screw for fixing permanent magnet or adjusting permanent magnet height
6 : 영구자석들이 받는 힘의 방향6: direction of force received by permanent magnets
본 발명은 자기장 정밀조정이 가능한 영구자석 헤리칼 언듀레이타에 관한 것으로 더 상세한게는, 영구자석을 사용하면서 각 위치에서 자기장의 미세조정이 가능한 새로운 구조의 헤리칼 언듀레이타네 관한 것이다. 일반적으로 언듀레이타는 자유전자레이저(free-election laser)와 싱크로톤(Synchroton) 방사의 핵심부품으로 이곳에서 상대론적인 속도의 전자빔을 사행운동시켜서 레이저빔을 얻거나 싱크로톤(Synchroton)방사광을 얻는다.The present invention relates to a permanent magnet helical undurator capable of fine adjustment of magnetic field, and more particularly, to a helical unduretane of a new structure capable of fine adjustment of a magnetic field at each position while using a permanent magnet. In general, the undurator is a key component of free-election laser and synchroton radiation, where the meandering electron beam of relativistic speed is obtained to obtain laser beam or synchroton radiation.
언듀레이타는 자기장의 분포에 따라서 프레이어 언듀레아타(planar undulator)와 헤리칼 언듀레이타로 나누어지며 그때 발생되는 광은 각각 선편광과 원편광을 갖는다. 처음 개발된 언듀레이타들은 전자석을 사용하여 필요한 자기장분포를 얻었으나 높은 자기장을 위한 대전류 전원과 연속동작시에는 냉각장치와 같이 대단위 보조장비가 필요하다는 단점들 때문에 사용이 기피되고 있다. 최근에는 희토류계나 Nd-Fe-B영구자석들을 사용하여 전자서가에 비해서 훨씬 자기장이 강하면서도 구조와 크기가 간단하고 영구적인 사용이 가능한 언듀레이타를 개발하고 있다. 그러나 구조적인 문제로 인하여 개발된 영구자석 언듀레이타는 거의 대부분 프레이어 언듀레이타였고 영구자석 헤리칼 언듀레이타는 가능한 기본적인 구조가 제안되고 있는 단계이다.The undulator is divided into a planar undulator and a helical undulator according to the distribution of the magnetic field, and the generated light has linear polarization and circular polarization, respectively. The first developed undulators have obtained the required magnetic field distribution using electromagnets, but their use is avoided due to the disadvantages of requiring large current supplies for high magnetic fields and large auxiliary equipment such as cooling devices for continuous operation. Recently, rare earth-based or Nd-Fe-B permanent magnets have been used to develop an undulator, which has a much stronger magnetic field than the electronic shelf, but has a simple structure and size, and can be used permanently. However, due to structural problems, most of the permanent magnet undurators developed were frayer unduters, and permanent magnet helical unduters are being proposed at the basic structure possible.
본 발명은 이와 같은 문제점에 대응코져 제1도와 같이 고성능이면서 간단하고 실현가능한 구조의 영구자석 헤리칼 언듀레이타를 발명하였다. 12줄의 홈이 파여진 자석고정용 알루미늄 등 비자성금속원통(1)에 각줄마다 원통축을 따라서 자화방향이 90도씩 변하는 4개의 자석(2)(3)들을 한 주기로 하여 주기적으로 배열하였고 자석열의 각 줄들은 조금씩 시작점을 일정하게 달리하여 바이파일러(bifilar)형태의 자기장이 형성되게 구성되어 있다.The present invention invented a permanent magnet helical undulator having a high performance, simple and feasible structure as shown in FIG. In a non-magnetic metal cylinder (1), such as a twelve-row grooved magnet fixing aluminum, four magnets (2) (3) whose magnetization direction changes by 90 degrees along the cylindrical axis of each row are arranged periodically with one cycle Each line is configured to form a bifilar magnetic field with a slightly different starting point.
이와같은 구조에서는 언듀리이타 양끝에서의 자기장 분포가 균일하고 전체적으로 4개의 자석들이 서로의 자기장 오차를 상쇄하기 때문에 전체 자기장과 오차가 줄어들며 자기력선들이 원통중심으로 집중되어 자기장의 세기가 세어진다.In such a structure, the magnetic field distribution at both ends of the endurita is uniform, and the four magnets generally cancel each other's magnetic field error, so that the total magnetic field and error are reduced, and the magnetic field lines are concentrated in the center of the cylinder.
본 발명의 방법으로 언듀레이타 단면의 자석들의 내경이 21.6mm이고 외경이 35mm이며 주기가 36mm이고 전체길이가 900mm인 실제의 언듀레이타 중심축에서의 자기장의 세기를 측정한 결과 1.44kG였고, 자기장오차의 표준편차는 1.8%엿다. 크기가 작고 컴팩트한 구조이면서도 강력한 자기장을 얻을 수 있었고, 자석들의 재배치나 조정없이도 비교적 낮은 자기장 오차를 가짐을 확인하였다.According to the method of the present invention, the magnetic field strength of the actual undulator was measured at 1.44 kG. The standard deviation of the magnetic field error was 1.8%. The small size and compact structure allow a strong magnetic field to be obtained, and have a relatively low magnetic field error without repositioning or adjusting the magnets.
그리고 제2도에 나타나 있는 바와같이 원통측과 평행한 자화방향을 가진 자석들이 원통바깥쪽으로 밀리는 힘을 받고 있기 때문에 나사를 이용하여 눌러주는 정도를 달리하여 간단히 원통 중심에서의 거리를 달리할 수 있다. 원통 중심에서 자석들이 멀어지면 원통중심에서의 자기장의 세기는 약해지고 원통중심에 가까이 가면 자기장 세기는 강해진다. 그 변하는 정도가 미세하기 때문에 언듀레이타 각 위치에서의 자기장의 세기를 미세하게 조정할 수 있어 전체 자기장의 오차를 더욱 줄일 수 있다.And, as shown in FIG. 2, since magnets having a magnetization direction parallel to the cylinder side are pushed out of the cylinder, the distance from the center of the cylinder can be simply changed by varying the degree of pressing using a screw. . As the magnets move away from the center of the cylinder, the strength of the magnetic field at the center of the cylinder becomes weaker, and closer to the center of the cylinder, the magnetic field strength becomes stronger. Since the degree of change is minute, the intensity of the magnetic field at each position of the undurator can be finely adjusted to further reduce the error of the entire magnetic field.
이상과 같이 본 발명은 영구자석을 사용하여 작고 간단한 구조로 강력한 자기장과 낮은 자기장 오차를 가지며 또한 간단한 방법으로 자기장의 미세조정이 가능한 새로운 구조의 헤리칼 언듀레이타에 관한 것이다. 기존에 많이 개발된 영구자석 프레이어 언듀레이타에 비해서 뒤떨어지지 않는 자기장 세기와 낮은 자기장 오차를 가지면서도 전체 시스템의 구조가 간단하며 부피가 아주 작아서 제작비도 5배 이상 저렴하고 사용이As described above, the present invention relates to a helical undulator of a new structure that has a strong magnetic field and low magnetic field error in a small and simple structure using a permanent magnet and enables fine adjustment of the magnetic field in a simple manner. Compared with the existing permanent magnet frayer unduter, the structure of the whole system is simple and the volume is very small.
간편한 장점이 있다.There is an easy advantage.
Claims (2)
Priority Applications (1)
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KR1019940018095A KR970009413B1 (en) | 1994-07-26 | 1994-07-26 | Helical undulator |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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KR1019940018095A KR970009413B1 (en) | 1994-07-26 | 1994-07-26 | Helical undulator |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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KR960005634A KR960005634A (en) | 1996-02-23 |
KR970009413B1 true KR970009413B1 (en) | 1997-06-13 |
Family
ID=19388843
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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KR1019940018095A KR970009413B1 (en) | 1994-07-26 | 1994-07-26 | Helical undulator |
Country Status (1)
Country | Link |
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KR (1) | KR970009413B1 (en) |
-
1994
- 1994-07-26 KR KR1019940018095A patent/KR970009413B1/en not_active IP Right Cessation
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
KR960005634A (en) | 1996-02-23 |
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