JPH01292800A - 荷電粒子の加速蓄積装置 - Google Patents
荷電粒子の加速蓄積装置Info
- Publication number
- JPH01292800A JPH01292800A JP12187788A JP12187788A JPH01292800A JP H01292800 A JPH01292800 A JP H01292800A JP 12187788 A JP12187788 A JP 12187788A JP 12187788 A JP12187788 A JP 12187788A JP H01292800 A JPH01292800 A JP H01292800A
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- charged particle
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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】
〔発明の目的〕
（産業上の利用分野）
本発明は荷電粒子の加速リング（例えばシンクロトロン
）からの出射装置を改良した小形の荷電粒子の加速蓄積
装置に関する。
）からの出射装置を改良した小形の荷電粒子の加速蓄積
装置に関する。
（従来の技術）
荷電粒子の加速蓄積装置は一般に低エネルギの荷電粒子
入射器（インジェクタとも言う）と、低エネルギの荷電
粒子を所定の高エネルギまで加速する為の加速リング（
例えばシンクロトロン）と、加速リングから取り出され
た荷電粒子を長時間蓄積する為の蓄積リング（ストレー
ジリングとも言う）から構成される。
入射器（インジェクタとも言う）と、低エネルギの荷電
粒子を所定の高エネルギまで加速する為の加速リング（
例えばシンクロトロン）と、加速リングから取り出され
た荷電粒子を長時間蓄積する為の蓄積リング（ストレー
ジリングとも言う）から構成される。
第５図は一般的な荷電粒子の加速蓄積装置の構成図であ
る。第５図において入射器（１）からの低エネルギ荷電
粒子は入射用ビームダクト（２）を通り、加速リング用
インフレクタ（３）を用いて略円形の加速リング（３０
）内に入射され、加速リング（３０）で所定のエネルギ
まで加速された後、キッカ（４）、ディフレクタ（５）
、出射用ビームダクト（６）を用いて加速リング（３０
）の外へ出射され、さらに蓄積リング用インフレクタ（
７）を介して蓄積リング（３１）へ入射蓄積し、蓄積リ
ング用偏向電磁石（１３）からＬＳＩ露光用の光を生成
する。
る。第５図において入射器（１）からの低エネルギ荷電
粒子は入射用ビームダクト（２）を通り、加速リング用
インフレクタ（３）を用いて略円形の加速リング（３０
）内に入射され、加速リング（３０）で所定のエネルギ
まで加速された後、キッカ（４）、ディフレクタ（５）
、出射用ビームダクト（６）を用いて加速リング（３０
）の外へ出射され、さらに蓄積リング用インフレクタ（
７）を介して蓄積リング（３１）へ入射蓄積し、蓄積リ
ング用偏向電磁石（１３）からＬＳＩ露光用の光を生成
する。
第５図において加速リング（３０）とは加速リング用イ
ンフレクタ（３）、キッカ（４）、ディフレクタ（５）
、加速リング用ビームダクト（８）、加速リング用高周
波加速空洞（９）、加速リング用偏向電磁石（１０）か
ら構成される装置の呼称である。
ンフレクタ（３）、キッカ（４）、ディフレクタ（５）
、加速リング用ビームダクト（８）、加速リング用高周
波加速空洞（９）、加速リング用偏向電磁石（１０）か
ら構成される装置の呼称である。
蓄積リング（３１）は蓄積リング用インフレクタ（７）
、蓄積リング用ビームダクト（１１）、蓄積リング用高
周波加速空洞（１２）、ＬＳＩ露光用の光を生成する発
光部を有する蓄積リング用偏向電磁石（１３）から構成
される装置の呼称である。
、蓄積リング用ビームダクト（１１）、蓄積リング用高
周波加速空洞（１２）、ＬＳＩ露光用の光を生成する発
光部を有する蓄積リング用偏向電磁石（１３）から構成
される装置の呼称である。
第３図は第５図に示した荷電粒子の加速蓄積装置の従来
例の荷電粒子の出射経路を示したものである。
例の荷電粒子の出射経路を示したものである。
第３図において加速された荷電粒子は本来の回転軌道（
１５）からキラ力（４）で蹴り出され、さらにディフレ
クタ（５）で曲げられ、出射用ビームダクト（６）内を
通って出射軌道（１６）の方向に取り出される。出射の
基本動作は加速リング（３０）内を回転運動している荷
電粒子を磁場で偏向して平衡軌道から外し、加速リング
外へ取り出すことであるが、取り出す為には必要な偏向
角は数〜１０数度である。
１５）からキラ力（４）で蹴り出され、さらにディフレ
クタ（５）で曲げられ、出射用ビームダクト（６）内を
通って出射軌道（１６）の方向に取り出される。出射の
基本動作は加速リング（３０）内を回転運動している荷
電粒子を磁場で偏向して平衡軌道から外し、加速リング
外へ取り出すことであるが、取り出す為には必要な偏向
角は数〜１０数度である。
又、粒子が取り出される為にはキラ力（４）の偏向磁場
の立上り時間は粒子が加速リング内を一周する時間より
も短い必要がある。なぜなら磁場が所定の値に達しない
内に取り出し用の磁石すなわちキラ力（４）を通過した
荷電粒子は取り出し口への軌道からずれているため、デ
ィフレクタ（５）又はビームダクト（６）に衝突して失
われてしまうためである。
の立上り時間は粒子が加速リング内を一周する時間より
も短い必要がある。なぜなら磁場が所定の値に達しない
内に取り出し用の磁石すなわちキラ力（４）を通過した
荷電粒子は取り出し口への軌道からずれているため、デ
ィフレクタ（５）又はビームダクト（６）に衝突して失
われてしまうためである。
第４図はこれを説明するための曲線図である。
横軸はキラ力励磁開始時刻を原点にとった時間ｔ。
縦軸はキラ力（４）の磁場強度Ｂを示す、第３図に於い
て実線のカーブはキラ力（４）の磁場強度を示し、Ｂ
ｗａｘ、 Ｂ ｗｉｎは各々荷電粒子を取り出しの軌道
に正しく導く為に必要な磁場の範囲を示す最大値と最小
値である。したがってｔ工はキラ力（４）が有効に働き
始める時刻である。言いかえれば時刻０〜ｔ１の間にキ
ラ力（４）を通過した荷電粒子は出射用ビームダクト（
６）と衝突して失われてしまう。
て実線のカーブはキラ力（４）の磁場強度を示し、Ｂ
ｗａｘ、 Ｂ ｗｉｎは各々荷電粒子を取り出しの軌道
に正しく導く為に必要な磁場の範囲を示す最大値と最小
値である。したがってｔ工はキラ力（４）が有効に働き
始める時刻である。言いかえれば時刻０〜ｔ１の間にキ
ラ力（４）を通過した荷電粒子は出射用ビームダクト（
６）と衝突して失われてしまう。
荷電粒子が加速リングを一周する時間をＴとすると、出
射効率ηは η＝（Ｔ−ｔ、）／Ｔ＝１−ｔ□／Ｔ となる。つまり速い立上りを持つキラ力（４）を用いれ
ば高い効率で荷電粒子を取り出すことができるが、立上
り時間がＴよりも長い場合は効率ηは零となり全く荷電
粒子を取り出せないことになる。
射効率ηは η＝（Ｔ−ｔ、）／Ｔ＝１−ｔ□／Ｔ となる。つまり速い立上りを持つキラ力（４）を用いれ
ば高い効率で荷電粒子を取り出すことができるが、立上
り時間がＴよりも長い場合は効率ηは零となり全く荷電
粒子を取り出せないことになる。
一般に電子用の加速リングでは、リング局長は数１０〜
数１００程度であるから Ｔ＝数１０〜数１００ｍ／Ｃ Ｃ＝３Ｘ１０”ｍ／Ｓとすると、Ｔ＝数〜数１０ｎｓｅ
ｃである。この速い立上り時間と数〜１０数度の偏向角
を実現させるキラ力（４）の製作は技術的に極めて困難
である。そこで通常は第３図に示すように荷電粒子を微
小角（数〜１０数ｍｒａｄ）偏向するキラ力（４）によ
り、荷電粒子を通常の回転軌道からずらし、通常の回転
軌道の外に設けられたディフレクタ（５）に入射する。
数１００程度であるから Ｔ＝数１０〜数１００ｍ／Ｃ Ｃ＝３Ｘ１０”ｍ／Ｓとすると、Ｔ＝数〜数１０ｎｓｅ
ｃである。この速い立上り時間と数〜１０数度の偏向角
を実現させるキラ力（４）の製作は技術的に極めて困難
である。そこで通常は第３図に示すように荷電粒子を微
小角（数〜１０数ｍｒａｄ）偏向するキラ力（４）によ
り、荷電粒子を通常の回転軌道からずらし、通常の回転
軌道の外に設けられたディフレクタ（５）に入射する。
そして、ディフレクタ（５）は荷電粒子の通常の回転軌
道の外に設けるので、キラ力（４）が動作する以前から
ゆっくり立上げればよいので荷電粒子を大きく曲げるの
に必要十分な磁場を発生させることができた。このよう
に通常はキラ力（４）とディフレクタ（５）の組み合わ
せにより、立上り数１０ｎｓａｃ、偏向角１０数度の出
射装置を実現している。
道の外に設けるので、キラ力（４）が動作する以前から
ゆっくり立上げればよいので荷電粒子を大きく曲げるの
に必要十分な磁場を発生させることができた。このよう
に通常はキラ力（４）とディフレクタ（５）の組み合わ
せにより、立上り数１０ｎｓａｃ、偏向角１０数度の出
射装置を実現している。
（発明が解決しようとする課題）
しかし最近、超ＬＳＩ露光用光源として注目を浴びてい
る小形Ｓ ＯＲ（Ｓｙｎｃｈｒｏｔｒｏｎ ０ｒｂｉｔ
ａｌＲａｄｉａｔｉｏｎ）装置では、リング局長が、ｌ
Ｏ数ｍであるので、キラ力（４）の立上りが数１０ｎｓ
ａｃでは荷電粒子はほとんど出射出来ない、即ち、例え
ばリング周長Ｌ＝１５ｍの場合 Ｔ ＝ Ｌ／Ｃ＝１５ｍ／ ３ ＸｌＯ”ｍ／５＝５
０ｎｓｅｃであるから、キラ力の立上り時間は５０ｎｓ
ｅｃより十分短く、立上りを速くしなければならない。
る小形Ｓ ＯＲ（Ｓｙｎｃｈｒｏｔｒｏｎ ０ｒｂｉｔ
ａｌＲａｄｉａｔｉｏｎ）装置では、リング局長が、ｌ
Ｏ数ｍであるので、キラ力（４）の立上りが数１０ｎｓ
ａｃでは荷電粒子はほとんど出射出来ない、即ち、例え
ばリング周長Ｌ＝１５ｍの場合 Ｔ ＝ Ｌ／Ｃ＝１５ｍ／ ３ ＸｌＯ”ｍ／５＝５
０ｎｓｅｃであるから、キラ力の立上り時間は５０ｎｓ
ｅｃより十分短く、立上りを速くしなければならない。
本発明の目的は、キラ力によって出射される荷電粒子の
立上り時間を充分短く、即ち立上りを速くした荷電粒子
出射装置を備えた荷電粒子の加速蓄積装置を提供するこ
とにある。
立上り時間を充分短く、即ち立上りを速くした荷電粒子
出射装置を備えた荷電粒子の加速蓄積装置を提供するこ
とにある。
（課題を解決するための手段）
上記目的を達成するために５本発明においては、キラ力
とディフレクタとの間に予め励磁されておリキッカと逆
特性に減磁される補助キラ力を設ける。
とディフレクタとの間に予め励磁されておリキッカと逆
特性に減磁される補助キラ力を設ける。
（作 用）
このようにすると、従来の構成ではビームダクト外に衝
突して失われていた荷電粒子を速い立上り時間で有効に
出射することができる。
突して失われていた荷電粒子を速い立上り時間で有効に
出射することができる。
（実施例）
以下、本発明の一実施例について、第１図を参照して説
明する。
明する。
この実施例においては、キラ力（４）とディフレクタ（
５）との間に予め励磁されており、キラ力（４）に対し
て逆特性に減磁される補助キラ力（１８）を設ける。他
は第５図のディフレクタ（５）の位置を加速リング（３
０）の回転軌道（１５）より外側へ移して改良した従来
例の第３図と同様である。従って上記要部を改良した以
外は第５図に示した一般的なものと同様である。
５）との間に予め励磁されており、キラ力（４）に対し
て逆特性に減磁される補助キラ力（１８）を設ける。他
は第５図のディフレクタ（５）の位置を加速リング（３
０）の回転軌道（１５）より外側へ移して改良した従来
例の第３図と同様である。従って上記要部を改良した以
外は第５図に示した一般的なものと同様である。
次にこの実施例の動作原理について第２図（ａ）、（ｂ
）、 （Ｃ）を参照して説明する。
）、 （Ｃ）を参照して説明する。
第２図（ａ）はキラ力（４）とディフレクタ（５）のみ
の場合を示し、第２図（ｂ）は補助キラ力（１８）のみ
の場合を示し、第２図（ｃ）は前記（ａ）、（ｂ）を合
成した動作原理を示すタイムチャートである。第２図（
ａ）はキラ力（４）とディフレクタ（５）のみであるか
ら、荷電粒子の取り出し効率はキラ力（４）の立上り時
間ｔ２で決まる。
の場合を示し、第２図（ｂ）は補助キラ力（１８）のみ
の場合を示し、第２図（ｃ）は前記（ａ）、（ｂ）を合
成した動作原理を示すタイムチャートである。第２図（
ａ）はキラ力（４）とディフレクタ（５）のみであるか
ら、荷電粒子の取り出し効率はキラ力（４）の立上り時
間ｔ２で決まる。
一例として数値を当てはめてみる。リング周長Ｌ ＝１
５ｍ、キッカ立上り時間ｔ 、 ＝ ４０ｎｓｅｃの場
合、荷電粒子の取り出し効率はη＝ｌ−ｔ、／Ｔ＝１−
４０ｎｓ１５０ｎｓａｃ＝ １−０．８＝０．２つまり
８０％のビームはビームダクトに衝突して失われてしま
い、２０％のビームのみ取り出せることになる。
５ｍ、キッカ立上り時間ｔ 、 ＝ ４０ｎｓｅｃの場
合、荷電粒子の取り出し効率はη＝ｌ−ｔ、／Ｔ＝１−
４０ｎｓ１５０ｎｓａｃ＝ １−０．８＝０．２つまり
８０％のビームはビームダクトに衝突して失われてしま
い、２０％のビームのみ取り出せることになる。
そこで第１図に示す本発明の如く補助キラ力（１８）を
キラ力（４）とディフレクタ（５）の間に設け。
キラ力（４）とディフレクタ（５）の間に設け。
補助キラ力（１８）を予め破線で示すように励磁してお
き、キラ力（４）の励磁特性と逆に補助キラ力（１８）
を減磁する。そうすることにより、従来システムではほ
とんどすべて死んでいた時間０〜ｔ２間の荷電粒子もデ
ィフレクタ（５）に導くことが出来る。
き、キラ力（４）の励磁特性と逆に補助キラ力（１８）
を減磁する。そうすることにより、従来システムではほ
とんどすべて死んでいた時間０〜ｔ２間の荷電粒子もデ
ィフレクタ（５）に導くことが出来る。
従って出射効率はほぼ１００％になる。
以上説明したように本発明によれば、従来システムのキ
ラ力とディフレクタの間に予め励磁された補助キラ力を
設はキラ力と逆特性に減磁することにより、従来システ
ムでは取り出すことが出来なかったキラ力の立上り時間
０−１．間の荷電粒子も取り出すことが出来、小形で極
めて出射効率の良い出射装置を有する荷電粒子の加速蓄
積装置が得られる。
ラ力とディフレクタの間に予め励磁された補助キラ力を
設はキラ力と逆特性に減磁することにより、従来システ
ムでは取り出すことが出来なかったキラ力の立上り時間
０−１．間の荷電粒子も取り出すことが出来、小形で極
めて出射効率の良い出射装置を有する荷電粒子の加速蓄
積装置が得られる。
第１図は本発明の一実施例の要部を示す原理説明図、第
２図（ａ）、 （ｂ）、（ｅ）は第１図のキラ力と補助
キラ力とディフレクタの時間に対する磁場強度の変化を
示す曲線図、第３図は第５図の従来例のディフレクタの
位置を改良した要部を示す原理説明図、第４図は第３図
の従来例の時間に対する磁場強度の変化を示す曲線図、
第５図は一般的な荷電粒子の加速蓄積装置を示す部品配
置図である。 ３０・・・加速リング ３１・・・蓄積リン
グ４・・・キラ力 ５・・・ディフレ
クタ６・・・出射用ビームダクト １８・・・補助キ
ッ力代理人 弁理士 大 胡 典 夫 第 ３ 図 Ｂ Ｏそ／ ７時１
２図（ａ）、 （ｂ）、（ｅ）は第１図のキラ力と補助
キラ力とディフレクタの時間に対する磁場強度の変化を
示す曲線図、第３図は第５図の従来例のディフレクタの
位置を改良した要部を示す原理説明図、第４図は第３図
の従来例の時間に対する磁場強度の変化を示す曲線図、
第５図は一般的な荷電粒子の加速蓄積装置を示す部品配
置図である。 ３０・・・加速リング ３１・・・蓄積リン
グ４・・・キラ力 ５・・・ディフレ
クタ６・・・出射用ビームダクト １８・・・補助キ
ッ力代理人 弁理士 大 胡 典 夫 第 ３ 図 Ｂ Ｏそ／ ７時１
Claims (1)
- 低エネルギの荷電粒子を所定の高エネルギに加速する加
速リングと、加速リングからキッカとディフレクタと出
射用ビームダクトとを介して出射された荷電粒子を受入
れて蓄積し超ＬＳＩ露光用の光を生成する発光部を有す
る蓄積リングとを備えた荷電粒子の加速蓄積装置におい
て、キッカとディフレクタとの間に、予め励磁されてお
りキッカと逆特性に減磁される補助キッカを設けたこと
を特徴とする荷電粒子の加速蓄積装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12187788A JPH01292800A (ja) | 1988-05-20 | 1988-05-20 | 荷電粒子の加速蓄積装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12187788A JPH01292800A (ja) | 1988-05-20 | 1988-05-20 | 荷電粒子の加速蓄積装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01292800A true JPH01292800A (ja) | 1989-11-27 |
Family
ID=14822135
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12187788A Pending JPH01292800A (ja) | 1988-05-20 | 1988-05-20 | 荷電粒子の加速蓄積装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01292800A (ja) |
-
1988
- 1988-05-20 JP JP12187788A patent/JPH01292800A/ja active Pending
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