JP2952011B2 - 荷電粒子装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は、荷電粒子、例えば電子やイオンのビーム
を輸送、加速、減速および蓄積する荷電粒子装置に関す
るものである。

［従来の技術］ 従来、この種の荷電粒子装置については、分子科学研
究所発行“UVSORストレージリングの設計"UVSOR−９（1
982年12月）に記載されたものがある。

第５図は従来の４極電磁石（１）を示す断面図、第６
図はスキュー電磁石（２）の断面図を示していて、
（３）はこれらを支える架台、（４）は荷電粒子の通過
するビームダクトである。第７図はこれらを蓄積リング
の一部に組み込んだ例を示す。

次に動作について説明する。ビームダクト（４）内を
通過する荷電粒子の束（ビーム）は、４極電磁石（１）
によって作られた磁場によって、ｘ方向とｙ方向に収束
や発散の力を受け、ビーム光学上のレンズの働きをし、
蓄積リングにおいては、ベータトロン凾数等のパラメー
タを決定する（ｘ方向は蓄積リングにおいてビーム偏向
面内でビーム進行方向と垂直な方向、ｙ方向はビーム進
行方向とｘ方向に垂直な方向）。一方、スキュー４極電
磁石（２）は、４極電磁石（１）をビーム軸を中心に45
゜回転したものに相当し、その作る磁場によって蓄積リ
ング等においてｘ方向とｙ方向のエミッタンスという量
の結合度を調整し、結果としてビーム形状のうちＸ方向
とｙ方向の大きさの比をコントロールするために用いら
れる。

［発明が解決しようとする課題］ 以上のような従来の荷電粒子装置は、４極電磁石およ
びスキュー４極電磁石がビーム軸に関して固定されてい
たので、ビーム形状のうちのｘ方向とｙ方向の大きさの
比を制御するためには、４極電磁石の他にスキュー４極
電磁石を用いなければならず、電磁石やそれに必要な電
源の個数が増えるのみならず、ビーム軌道方向の空間的
取合いを苦しくするという問題があつた。

この発明は上記のような問題点を解消するためになさ
れたもので、磁石や電源の数を節約したシステムを構築
するとともに、わずかなスペースでビーム光学上のパラ
メータの他にビーム断面形状のｘ方向とｙ方向の大きさ
の比を任意に変えることを可能にする荷電粒子装置を得
ることを目的とする。

［課題を解決するための手段］ この発明に係る荷電粒子装置は、４極電磁石にビーム
軸を中心に回転できるような駆動装置を付設し、その回
転角度を調整できるようにしたものである。

［作 用］ この発明においては、４極電磁石は、ビーム軸を中心
に任意の角度だけ回転できるような駆動装置により、そ
の作る４極磁場の向きをビーム軸に垂直な面内の任意の
方向にとることができる。そこでビーム軸のまわりの回
転角と、４極磁場の強さを制御することにより、ビーム
ｘ方向、ｙ方向の収束、発散のみならず、ビーム断面形
状のｘ方向、ｙ方向の比を任意に変えることができる。

［実施例］ 以下、この発明の一実施例を第１図、第２図について
説明する。

図において、（１）は４極電磁石、（４）はビームダ
クト、（５）はステッピングモータ、（６）はこのモー
タの軸に取付けられた歯車、（７）はビームダクト
（４）を中心軸として回転する歯車であり、４極電磁石
（１）を支持している。（８）は歯車（７）が滑らかに
回転できるようにした支持枠であり、（３）は支持枠
（８）やステッピングモータ（５）を固定する架台であ
る。歯車（６）は歯車（７）とかみ合わせてある。

次に動作について説明する。ステッピングモータ
（５）を動かすと、歯車（６）が回転し、支持枠（８）
によって支えられた歯車（７）が回転する。歯車（７）
は４極電磁石（１）を支持しているので、４極電磁石
（１）のつくる磁場は、従ってビームダクト（４）を中
心に回転することになる。そこで、ビームのｘ方向,y方
向の収束、発散力、並びにｘ方向,y方向のエミッタンス
の結合度、つまりビーム断面形状のｘ方向とｙ方向の大
きさの比を任意の値にするために、４極磁場の回転角と
４極磁場の大きさを定める。

第３図，第４図は他の実施例を示し、４極電磁石
（１）とステッピングモータ（５）と、その軸に取付け
られた歯車（６）を支持枠（９）に取付け、ビームダク
ト（４）に固定されている支持枠（10）に歯車（７）が
取付けられ、歯車（６）とかみ合わさって、支持枠
（９）がビームダクト（４）を中心に滑らかに回転でき
るようになっている。従って、この場合はステッピング
モータ（５）自体が４極電磁石（１）とともに回転する
ように構成されおり、また、装置全体を支持する架台も
必要がない。

なお、上記実施例では、歯車のかみ合わせを用いた
が、車などを使った摩擦を利用したものや、ベルトやチ
ェーンなどの動力伝達方法でもよい。またステッピング
モータを用いているが、制御できるものなら他の駆動装
置でもよい。

［発明の効果］ 以上のように、この発明によれば、４極電磁石をビー
ム軸を中心に任意の角度に回転できるように構成したの
で、これまで４極電磁石とスキュー４極電磁石を使って
行なっていたビームパラメータの調整が、安価な構造で
達成され、またこの装置を取付けるためのビーム軌道方
向の空間も少なくてすむという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例の立断面図、第２図は同じ
く側面図、第３図は他の実施例の立断面図、第４図は同
じく側面図、第５図および第６図はそれぞれ従来の荷電
粒子装置の一部立断面図、第７図は同じく斜視図であ
る。 （１）……４極電磁石、（４）……ビームダクト、
（５）……ステッピングモータ、（６）……歯車、
（７）……歯車、（８）……支持枠。 なお、各図中、同一符号は同一又は相当部分を示す。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】４極電磁石と、この４極電磁石に荷電粒子
   軌道軸を中心とする任意の角度の回転を与える駆動装置
   とを備えてなる荷電粒子装置。