SU820640A1 - Undulator - Google Patents
Undulator Download PDFInfo
- Publication number
- SU820640A1 SU820640A1 SU792856388A SU2856388A SU820640A1 SU 820640 A1 SU820640 A1 SU 820640A1 SU 792856388 A SU792856388 A SU 792856388A SU 2856388 A SU2856388 A SU 2856388A SU 820640 A1 SU820640 A1 SU 820640A1
- Authority
- SU
- USSR - Soviet Union
- Prior art keywords
- undulator
- axis
- parts
- magnetic sections
- installation
- Prior art date
Links
Landscapes
- Particle Accelerators (AREA)
Description
Изобретение относится к ускорительной технике и может быть использовано на накопителях заряженных частиц для генерации ондуляторного излучения круговой поляризации в необходимом интервале длин волн и использования этого излучения в работах по физике твердого тела, фотохимии, биологии и в прикладных целях.The invention relates to accelerator technology and can be used on charged particle storage rings to generate undulator radiation of circular polarization in the required wavelength range and to use this radiation in solid state physics, photochemistry, biology and for applied purposes.
Известен магнитный ондулятор 111.Known magnetic undulator 111.
Это устройство может удовлетворительно работать только в том случае, если через него пропускают только один электрон точно по оси установки (или электронный пучок, поперечные размеры которого пренебрежимо малы по сравнению с диаметром установки). Однако поперечные размеры реальных пучков даже в .сильнофокусирующих синхротронах составляют несколько миллиметров. Особенно велик радиальный размер пучка по сравнению с вертикальным из-за квантовых флуктуаций синхротронного излучения частиц в ускорителе. Увеличение диаметра соленоидов приводит к искажению распределения магнитных полей внутри катушек и требует значительного увеличения мощности источников питания.This device can only work satisfactorily if only one electron is passed through it exactly along the axis of the installation (or an electron beam whose transverse dimensions are negligible compared to the diameter of the installation). However, the transverse dimensions of real beams, even in strongly focusing synchrotrons, are several millimeters. The radial beam size is especially large compared to the vertical one due to quantum fluctuations of the synchrotron radiation of particles in the accelerator. An increase in the diameter of the solenoids leads to a distortion of the distribution of magnetic fields inside the coils and requires a significant increase in the power of the power sources.
Все существующие и строящиеся электронные синхротроны и накопители имеют апертуру вакуумной камеры в форме эллипса. Таковы оптимальные условия конструк2 ции этих установок и динамики движения пучков в них. Следовательно, наименьший диаметр обмотки спирального ондулятора определяется наибольшей осью (радиаль5 ным размером) апертуры вакуумной камеры. Понятно, что помещение такого ондулятора внутрь вакуумной камеры или хотя бы частичное перекрытие ее недопустимо, так как это, как известно, приводит к потере 10 электронного пучка уже на начальном этапе ускорения. Таким образом, КПД такой конструкции ондулятора низок, так как с увеличением диаметра обмоток требуется существенное увеличение тока, питающего 15 ондулятор, для получения требуемой величины поля в области движения пучка частиц.All existing and under construction electronic synchrotrons and storage devices have an aperture of the vacuum chamber in the form of an ellipse. These are the optimal conditions for the construction of these facilities and the dynamics of the movement of beams in them. Therefore, the smallest diameter of the coil of the spiral undulator is determined by the largest axis (radial size) of the aperture of the vacuum chamber. It is clear that placing such an undulator inside the vacuum chamber or at least partially overlapping it is unacceptable, since this, as is known, leads to the loss of 10 electron beams already at the initial stage of acceleration. Thus, the efficiency of such an undulator design is low, since with an increase in the diameter of the windings a substantial increase in the current supplying the 15 undulator is required to obtain the required field in the region of motion of the particle beam.
Ондуляторы, как известно, устанавливаются в прямолинейные промежутки элект20 ронных синхротронов или накопителей. Однако обмотки спирального ондулятора обвивают вакуумную камеру промежутка со всех сторон и тем самым затрудняют использование прямолинейного промежутка для под25 ключения вакуумных насосов и пр. Приходится уменьшать длину ондулятора для освобождения части прямолинейного промежутка и тем самым уменьшать мощность ондуляторного излучения, которая прямо 30 пропорциональна длине ондулятора, что опять же приводит к уменьшению общего КПД установки.Ondulators, as is well known, are installed in the rectilinear gaps of electronic synchrotrons or storage rings. However, the windings of the spiral undulator encircle the vacuum chamber of the gap on all sides and thereby complicate the use of the rectilinear gap for connecting vacuum pumps, etc. It is necessary to reduce the length of the undulator to free part of the rectilinear gap and thereby reduce the power of undulator radiation, which is directly proportional to the length of the undulator, which again leads to a decrease in the overall efficiency of the installation.
Известен также ондулятор, содержащий магнитные секции, расположенные последовательно друг за другом вдоль одной оси, каждая из которых выполнена из двух частей, повернутых одна относительно другой 12].Also known is an undulator comprising magnetic sections arranged successively one after another along one axis, each of which is made of two parts rotated one relative to the other 12].
Однако радиальный размер апертуры вакуумной камеры (или, если ондулятор сам помещен в вакуум, то радиальный размер пространства, соответствующий апертуре камеры, в которой движутся электроны) нс позволяет приблизить магниты к пучку частиц в радиальном направлении и тем самым повысить КПД установки. Кроме того, невозможно использовать прямолинейный промежуток синхротрона или накопителя для других целей (например, для подключения вакуумных насосов, установки датчиков индикации и т. п.) в области, занимаемой ондулятором.However, the radial size of the aperture of the vacuum chamber (or, if the undulator is itself placed in vacuum, then the radial size of the space corresponding to the aperture of the chamber in which the electrons move) ns allows magnets to be brought closer to the particle beam in the radial direction and thereby increase the efficiency of the setup. In addition, it is impossible to use the straight-line gap of the synchrotron or storage device for other purposes (for example, for connecting vacuum pumps, installing display sensors, etc.) in the area occupied by the undulator.
Целью изобретения является повышение КПД ондулятора.The aim of the invention is to increase the efficiency of the undulator.
Поставленная цель достигается тем, что в известном ондуляторе, содержащем магнитные секции, расположенные последовательно друг за другом вдоль одной оси, каждая из которых выполнена из двух частей, повернутых друг относительно друга, обе части магнитных секций расположены в двух параллельных друг другу и оси ондулятора плоскостях, причем одна из одноименных частей каждой секции в каждой из плоскостей повернута вокруг оси, параллельной оси ондулятора относительно другой части на 90°, и уложена симметрично относительно оси ондулятора.This goal is achieved by the fact that in the known undulator, containing magnetic sections arranged sequentially one after another along the same axis, each of which is made of two parts rotated relative to each other, both parts of the magnetic sections are located in two planes parallel to each other and to the axis of the undulator moreover, one of the same parts of each section in each of the planes is rotated about an axis parallel to the undulator axis with respect to the other part by 90 °, and is laid symmetrically with respect to the undulator axis.
На фиг. 1 изображена схема ондулятора предлагаемой конструкции. Для примера, на 90° вокруг своей оси, параллельной оси установки, уложена каждая вторая часть магнитных секций. На фиг. 2 видно, что эти части магнитных секций расположены перпендикулярно другим их частям и уложены симметрично относительно продольной оси ондулятора. Все магнитные секции в этом случае расположены только с двух сторон вакуумной камеры, открывая свободный доступ к камере с двух сторон для проведения многих других работ. Полюса магнитных секций в данном случае расположены выше и ниже вакуумной камеры и поэтому радиальный размер вакуумной камеры может быть любым ^это весьма существенно для изготовления в будущем сложных специализированных источников ондуляторного излучения). Кроме того, сами магниты могут быть любые: постоянные, электромагниты (с железом или безжелезные). Спектр ондуляторного излучения определяется периодом Т винтового магнитного поля.In FIG. 1 shows a diagram of the undulator of the proposed design. For example, every second part of the magnetic sections is laid 90 ° around its axis parallel to the axis of the installation. In FIG. Figure 2 shows that these parts of the magnetic sections are perpendicular to their other parts and laid symmetrically relative to the longitudinal axis of the undulator. All magnetic sections in this case are located only on both sides of the vacuum chamber, opening free access to the chamber from two sides for many other work. The poles of the magnetic sections in this case are located above and below the vacuum chamber and therefore the radial size of the vacuum chamber can be any ^ this is very important for the manufacture of complex specialized sources of undulator radiation in the future). In addition, the magnets themselves can be any: permanent, electromagnets (with iron or iron). The undulator emission spectrum is determined by the period T of the helical magnetic field.
Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.
Вдоль продольной оси ондулятора пропускают пучок электронов. В области прохождения пучка частиц в установке имеется винтовое магнитное поле, созданное в данной конструкции, с периодом Т. Электроны в таком поле движутся также по винтовой траектории. Следовательно, излучение электронов получается циркулярно поляризованным. Если магнитные секции выполнены в виде электромагнитов, то простым переключением тока в обмотках электромагнитов на обратный получают винтовое магнитное поле в установке обратного знака, а следовательно, и электрический вектор поля ондуляторного излучения также вращается в противоположную сторону.A beam of electrons is passed along the longitudinal axis of the undulator. In the region of passage of the particle beam in the installation, there is a helical magnetic field created in this design with a period of T. Electrons in this field also move along a helical path. Therefore, the electron radiation is circularly polarized. If the magnetic sections are made in the form of electromagnets, then by simply switching the current in the windings of the electromagnets to the opposite, a helical magnetic field is obtained in the installation of the opposite sign, and therefore the electric vector of the undulator radiation field also rotates in the opposite direction.
Особо важное значение изобретение имеет при установке ондулятора в прямолинейный промежуток электронных накопителей, так как позволяет генерировать ондуляторное излучение круговой поляризации в особенно интересной для исследований вакуумно-ультрафиолетовой области спектра.The invention is of particular importance when installing the undulator in the rectilinear gap of electronic storage devices, since it allows the generation of undulator radiation of circular polarization in the vacuum-ultraviolet region of the spectrum, which is especially interesting for research.
Claims (2)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SU792856388A SU820640A1 (en) | 1979-12-21 | 1979-12-21 | Undulator |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SU792856388A SU820640A1 (en) | 1979-12-21 | 1979-12-21 | Undulator |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| SU820640A1 true SU820640A1 (en) | 1982-02-23 |
Family
ID=20866487
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| SU792856388A SU820640A1 (en) | 1979-12-21 | 1979-12-21 | Undulator |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| SU (1) | SU820640A1 (en) |
-
1979
- 1979-12-21 SU SU792856388A patent/SU820640A1/en active
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Halbach | Application of permanent magnets in accelerators and electron storage rings | |
| Elleaume | A flexible planar/helical undulator design for synchrotron sources | |
| JPS63218200A (en) | Superconductive sor generation device | |
| CN108566721A (en) | Linear accelerator and synchrotron | |
| Halbach | Permanent magnets for production and use of high energy particle beams | |
| US3402358A (en) | Neutral particle beam accelerator having transverse electrodes and steering means for the particle beam | |
| SU820640A1 (en) | Undulator | |
| USH1615H (en) | Magnetic fields for chiron wigglers | |
| US6194836B1 (en) | Magnetic system, particularly for ECR sources, for producing closed surfaces of equimodule B of form dimensions | |
| Korchuganov et al. | Optimization of parameters of a dedicated synchrotron radiation source for technology | |
| RU2187219C2 (en) | Method of acceleration on counter-propagating beams and device based on method | |
| SU322139A1 (en) | Charged particle accelerator | |
| Spencer et al. | Wiggler systems as sources of electromagnetic radiation | |
| Bassalat et al. | High Field Hybrid Permanent Magnet Wiggler Optimized for Tunable Synchrotron Radiation Spectrum | |
| Crowley-Milling | High-energy particle accelerators | |
| RU2294572C2 (en) | Device for adiabatic radio frequency flip of spin of polarized neutrons | |
| Johnson | Ionization Cooling | |
| Cobb et al. | Tests of planar permanent magnet multipole focusing elements | |
| Schmüser et al. | 10.5 The Electron-Proton Collider HERA: The Largest Accelerators and Colliders of Their Time | |
| RU2153783C1 (en) | Induction accelerator of charged particles ( versions ) | |
| Garren et al. | A 1.5 GeV compact light source with superconducting bending magnets | |
| Wang et al. | Design and development of an electron recirculator for study of high-current beam dynamics | |
| Li et al. | Pulsed magnetic quadrupole lenses for high rigidity beams | |
| Barnes | Beam Transfer Devices Septa | |
| Melissinos | Nicholas C Christofilos: his contributions to physics |