JPH02177300A - 荷電粒子装置 - Google Patents
荷電粒子装置Info
- Publication number
- JPH02177300A JPH02177300A JP32883988A JP32883988A JPH02177300A JP H02177300 A JPH02177300 A JP H02177300A JP 32883988 A JP32883988 A JP 32883988A JP 32883988 A JP32883988 A JP 32883988A JP H02177300 A JPH02177300 A JP H02177300A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- charged particle
- vacuum
- donut
- beam line
- return yoke
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Landscapes
- Particle Accelerators (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】
〔産業上の利用分野〕
この発明は、荷電粒子を偏向させる偏向電磁石の周囲に
設けられ偏向電磁石からの磁界の外部への漏れを防止す
るリターンヨークを備えた荷電粒子装置に関するもので
ある。
設けられ偏向電磁石からの磁界の外部への漏れを防止す
るリターンヨークを備えた荷電粒子装置に関するもので
ある。
第４図は従来の荷電粒子装置の一例を示す平面図である
。図において、（１）は荷電粒子を蓄積する蓄積リング
、（２）は荷電粒子を蓄積リング（１）に導くための入
射ビームライン、（３）は荷電粒子を偏向して平衡軌道
（４）を形成するための偏向電磁石、（５）は荷電粒子
を偏向する際に発生する放射光、（シンクロトロン放射
光（ＳＯＲ：５ｙｎｃｈｒｏｔｒｏｎＯｒｂｉｔａｌ
Ｒａｃｌｉａｔｉｏｎ ）とも呼ばれる）を外部に取り
出してリングラフィなどに利用するための放射光ビーム
ライン、（６）は荷電粒子を集束させる四極電磁石、（
７）は荷電粒子の通路である真空ドーナツ、（８）は放
射光を放射することによる荷電粒子のエネルギ損失を補
い所定のエネルギＳ二加速するための？ｅ６周波空洞、
（９）は荷電粒子を入射ビームライン（２）から真空ド
ーナツ（７）内に入射させるためにビームをパルス的に
偏向させるセプタムマグネット、（２０）は入射ビーム
ライン（２）と放射光ビームライン（４ａ）、（５ａ）
との交差部である。この交差部（２０）付近には、カプ
トン膜（２１）が取り付けられ、蓄積リング（１）と入
射部ビームライン（２）のビーム１−流側との真空度を
独立なものとしている。
。図において、（１）は荷電粒子を蓄積する蓄積リング
、（２）は荷電粒子を蓄積リング（１）に導くための入
射ビームライン、（３）は荷電粒子を偏向して平衡軌道
（４）を形成するための偏向電磁石、（５）は荷電粒子
を偏向する際に発生する放射光、（シンクロトロン放射
光（ＳＯＲ：５ｙｎｃｈｒｏｔｒｏｎＯｒｂｉｔａｌ
Ｒａｃｌｉａｔｉｏｎ ）とも呼ばれる）を外部に取り
出してリングラフィなどに利用するための放射光ビーム
ライン、（６）は荷電粒子を集束させる四極電磁石、（
７）は荷電粒子の通路である真空ドーナツ、（８）は放
射光を放射することによる荷電粒子のエネルギ損失を補
い所定のエネルギＳ二加速するための？ｅ６周波空洞、
（９）は荷電粒子を入射ビームライン（２）から真空ド
ーナツ（７）内に入射させるためにビームをパルス的に
偏向させるセプタムマグネット、（２０）は入射ビーム
ライン（２）と放射光ビームライン（４ａ）、（５ａ）
との交差部である。この交差部（２０）付近には、カプ
トン膜（２１）が取り付けられ、蓄積リング（１）と入
射部ビームライン（２）のビーム１−流側との真空度を
独立なものとしている。
上記入射ビームライン（２）、真空ドーナツ（７）など
の荷電粒子を通過させる真空パイプを真空チェンバーと
総称し、通常は非磁性材料であるＳＵＳ製である。 （
３０）は荷電粒子、（４０）は放射光を示す。
の荷電粒子を通過させる真空パイプを真空チェンバーと
総称し、通常は非磁性材料であるＳＵＳ製である。 （
３０）は荷電粒子、（４０）は放射光を示す。
このように荷電粒子装置は荷電粒子の通路を構成する真
空チェンバーとこの真空チェンバーを取り囲み荷電粒子
に磁気的作用を及ぼす機器で構成されている。
空チェンバーとこの真空チェンバーを取り囲み荷電粒子
に磁気的作用を及ぼす機器で構成されている。
次に、上記構成の荷電粒子装置の動作について説明する
。入射ビームライン（２）から入射さ７れた荷電粒子（
３０）はセプタムマグネット（９）によりパルス的に偏
向されて真空ドーナツ（７）内に入射される。その後、
荷電粒子（３０）は、過渡的な軌道（バンブ軌道という
）を経た後、偏向電磁石（３）とｉＩ′［Ｊ極電磁石（
６）との配置により定まった平衡軌道（４）に入り、こ
の軌道にそって長時間回転し続ける１通常、入射ビーム
ライン（２）と真空ドーナツ（７）とは同一平面内とな
る配置をとる０例え１！、入射ビームライン（２）内の
荷電粒子（３０）が水ヅ方向に進行して入射される場合
には、セプタムマグネット（９）によって荷電粒子（３
０）は水星方向の偏向を受け、最終的に水平な平衡軌道
（４）に沿って回転する。
。入射ビームライン（２）から入射さ７れた荷電粒子（
３０）はセプタムマグネット（９）によりパルス的に偏
向されて真空ドーナツ（７）内に入射される。その後、
荷電粒子（３０）は、過渡的な軌道（バンブ軌道という
）を経た後、偏向電磁石（３）とｉＩ′［Ｊ極電磁石（
６）との配置により定まった平衡軌道（４）に入り、こ
の軌道にそって長時間回転し続ける１通常、入射ビーム
ライン（２）と真空ドーナツ（７）とは同一平面内とな
る配置をとる０例え１！、入射ビームライン（２）内の
荷電粒子（３０）が水ヅ方向に進行して入射される場合
には、セプタムマグネット（９）によって荷電粒子（３
０）は水星方向の偏向を受け、最終的に水平な平衡軌道
（４）に沿って回転する。
平衡軌道（４）に沿って回転する荷電粒子（３０）が偏
向電磁石（３）の磁界により偏向を受ける際に、制動放
射により電磁波を軌道接線方向に水平に放射する。これ
が放射光（４０）である。放射光（４０）は偏向電磁石
（３）中の荷電粒子（３０）の軌道上においで任５音の
位置から得ることができるので、通常放射光ビームライ
ン（５）は多数設けられ装置の利用効率を高めている。
向電磁石（３）の磁界により偏向を受ける際に、制動放
射により電磁波を軌道接線方向に水平に放射する。これ
が放射光（４０）である。放射光（４０）は偏向電磁石
（３）中の荷電粒子（３０）の軌道上においで任５音の
位置から得ることができるので、通常放射光ビームライ
ン（５）は多数設けられ装置の利用効率を高めている。
また、入射ビームライン（２）のビーム下流側、即ち蓄
積リング（１）に近い部分と、蓄積リング（１）の真空
度とを同一のものとして、全ビームラインの水平面に対
する角度が同一になるようにしてビームライン交差部（
２０）を設けることにより、放射光ビームライン（５）
の取付は上の制約をなくしている。
積リング（１）に近い部分と、蓄積リング（１）の真空
度とを同一のものとして、全ビームラインの水平面に対
する角度が同一になるようにしてビームライン交差部（
２０）を設けることにより、放射光ビームライン（５）
の取付は上の制約をなくしている。
蓄積リング（１）を小型の装置とすることは、産業利用
上重要なことであり、そのためには偏向電磁石（３）中
にｊ５いて、荷電粒子（３０）を急激に曲げてやれば良
い。そのためには、９，１向電磁石（３）の出力磁界を
強力なものとして荷電粒子ビームに対する向心力である
ローレンツ力を高めることが一般に行なわれている。ま
た、偏向電磁石（３）からの磁界が外部に漏れるのを防
止するために、鉄製のリターンヨークが偏向電磁石（３
）の周囲に設けられる。
上重要なことであり、そのためには偏向電磁石（３）中
にｊ５いて、荷電粒子（３０）を急激に曲げてやれば良
い。そのためには、９，１向電磁石（３）の出力磁界を
強力なものとして荷電粒子ビームに対する向心力である
ローレンツ力を高めることが一般に行なわれている。ま
た、偏向電磁石（３）からの磁界が外部に漏れるのを防
止するために、鉄製のリターンヨークが偏向電磁石（３
）の周囲に設けられる。
しかしながら、偏向電磁石（３）が強力な磁界を発生す
ると、リターンヨークのシールド効果が十分でなくなり
、偏向電磁石（３）の周囲の広範、囲にわたって強力に
漏れ磁界が発生する。この漏れ磁界は入射ビームライン
（２）や、Ｉｉ７＋ａリング（１）の各所へ達するもの
であり、荷電粒子（３０）はこれらの漏れ磁界の影響を
受けて、設計軌道以外のビーム軌道を通過したり、荷電
粒子ビームの性質そのものが悪化したりする。
ると、リターンヨークのシールド効果が十分でなくなり
、偏向電磁石（３）の周囲の広範、囲にわたって強力に
漏れ磁界が発生する。この漏れ磁界は入射ビームライン
（２）や、Ｉｉ７＋ａリング（１）の各所へ達するもの
であり、荷電粒子（３０）はこれらの漏れ磁界の影響を
受けて、設計軌道以外のビーム軌道を通過したり、荷電
粒子ビームの性質そのものが悪化したりする。
第５図は上記のむ都合を解決するために、本出願人が既
に出願している荷電粒子装置の要部斜視図であり、（５
１）は入射ビームライン（２）の周１」に設けられた磁
気シールドパイプで、これにより、第６図に示すように
磁力線（５２）は磁気抵抗の小さな鉄製の磁気シールド
バイブ（５１）を通過し、入射ビームライン（２）内の
荷電粒子（３０）は磁界の悪影響を受けない。
に出願している荷電粒子装置の要部斜視図であり、（５
１）は入射ビームライン（２）の周１」に設けられた磁
気シールドパイプで、これにより、第６図に示すように
磁力線（５２）は磁気抵抗の小さな鉄製の磁気シールド
バイブ（５１）を通過し、入射ビームライン（２）内の
荷電粒子（３０）は磁界の悪影響を受けない。
〔２発明が解決しようとする課題〕
従来の荷電粒子装置は、荷電粒子（３０）が漏れ磁界の
影響を受けるのを防止するために磁気シールドバイブ（
５１）を備えなければならず、コストが高くなるととも
に装置が大型化するという問題、αがあった。
影響を受けるのを防止するために磁気シールドバイブ（
５１）を備えなければならず、コストが高くなるととも
に装置が大型化するという問題、αがあった。
この発明は上記のような問題点をＭ消するためになされ
たもので、磁気シールドバイブを必要とせず、安価で、
小型化が可能な荷電粒子装置を得ることを目的とする。
たもので、磁気シールドバイブを必要とせず、安価で、
小型化が可能な荷電粒子装置を得ることを目的とする。
この発明に係る荷電粒子装置は、リターンヨーりを貫通
して真空ドーナツ内に指向して入射ビームラインを設け
たものである。
して真空ドーナツ内に指向して入射ビームラインを設け
たものである。
この発明における荷電粒″ｒ−装置では、入射ビームラ
インに討する漏れ磁界の大部分がリターンヨークの中を
通過し、入射ビームライン中の荷電粒子に漏れ磁界が作
用するのは防止される。
インに討する漏れ磁界の大部分がリターンヨークの中を
通過し、入射ビームライン中の荷電粒子に漏れ磁界が作
用するのは防止される。
以下、この発明の実施例による荷電粒子−装置を図に−
）いて説明する。第１図は、この発明の一実施例による
荷電粒子装置に係る要部平面図であり、図において、（
２）は荷電粒子・（３０）を蓄積リング（１）に入射す
る入射ビームライン、（３）は荷電粒子（３０）を偏向
させる偏向電磁石であり、比透磁率が１をこえる磁気シ
ールド材からなる鉄製のリターンヨーク（１０）により
取り囲まれている。（９）は荷電粒子（３０）を水ヅ方
向に偏向させるセプタムマグネット（９） 、 （７）
は荷電粒子（３０）の通る真空ドーナツである。
）いて説明する。第１図は、この発明の一実施例による
荷電粒子装置に係る要部平面図であり、図において、（
２）は荷電粒子・（３０）を蓄積リング（１）に入射す
る入射ビームライン、（３）は荷電粒子（３０）を偏向
させる偏向電磁石であり、比透磁率が１をこえる磁気シ
ールド材からなる鉄製のリターンヨーク（１０）により
取り囲まれている。（９）は荷電粒子（３０）を水ヅ方
向に偏向させるセプタムマグネット（９） 、 （７）
は荷電粒子（３０）の通る真空ドーナツである。
第２図はこの実施例に係る荷電粒子装置の平面図、第３
図は、この実、鴇例に係る磁力線（５２）の様子を示す
説明図である。
図は、この実、鴇例に係る磁力線（５２）の様子を示す
説明図である。
以下、この発明の荷電粒子装置の一実施例における動作
を説明する。磁界の通りにくさは、一般に磁気抵抗Ｒ（
リラクタンスともいう）で表される。Ｒは式（１）で示
されるように物質の比透磁率μ「の逆数に比例する。
を説明する。磁界の通りにくさは、一般に磁気抵抗Ｒ（
リラクタンスともいう）で表される。Ｒは式（１）で示
されるように物質の比透磁率μ「の逆数に比例する。
Ｒｘ １．／ μ「 ・・・（１）非破性材料
や空気中、真空中のμｒはμｒ句１である。これにｉｆ
して鉄のμｒは、鉄が磁気的に飽和していない状態で
はμｒ＞１０００と極めて大きい。
や空気中、真空中のμｒはμｒ句１である。これにｉｆ
して鉄のμｒは、鉄が磁気的に飽和していない状態で
はμｒ＞１０００と極めて大きい。
鉄の磁気抵抗Ｒは空気または真空の１／１０００以下の
極めて小さな値であり、リターンヨーク（１０）に外部
から磁界が加わっている場合、ＰｆＳ３図に示すように
ほとんど全ての磁力線（５２）カｌ磁気抵抗の小さな鉄
製のリターンヨーク（１０）の部分を通過し、入射ビー
ムライン（２）内の荷電粒子（３０）は磁界の悪影響を
殆んど受けない。
極めて小さな値であり、リターンヨーク（１０）に外部
から磁界が加わっている場合、ＰｆＳ３図に示すように
ほとんど全ての磁力線（５２）カｌ磁気抵抗の小さな鉄
製のリターンヨーク（１０）の部分を通過し、入射ビー
ムライン（２）内の荷電粒子（３０）は磁界の悪影響を
殆んど受けない。
なお、上記実施例では１８０°偏向電磁イ〒（３）をイ
Ｇえた荷電粒子５置胃を示したが、偏向電（３石１ｉ、
どのような偏向角の偏向電磁石でもよく、また偏向電磁
石に用いるフィルも、常電導線材お上しｒ超電、隼線材
のどちらでもよい。
Ｇえた荷電粒子５置胃を示したが、偏向電（３石１ｉ、
どのような偏向角の偏向電磁石でもよく、また偏向電磁
石に用いるフィルも、常電導線材お上しｒ超電、隼線材
のどちらでもよい。
以り説明したように、この発明の荷電粒子装置は、リタ
ーンヨークを貫通して真空ドーナツ内に指向して入射ビ
ームラインを設けたので、入射ビームライン用の磁気シ
ールドバイブを必要とせず、安価で小型比ができるとい
う効果がある。
ーンヨークを貫通して真空ドーナツ内に指向して入射ビ
ームラインを設けたので、入射ビームライン用の磁気シ
ールドバイブを必要とせず、安価で小型比ができるとい
う効果がある。
爪１図は、この発明の一実施例による荷電粒子５Ａ置に
係る要部を示す平面図、第２図は、この実施例による荷
電粒子装置の平面図、第３図は、この実施例に係る磁力
線の様子を示す説明図、、 ｔｊＳ４図は、従来の荷電
粒子装置の一例を示す平面図、第５図は、従来の荷電粒
子装置の他の例を示す要部斜視図、第６図は、第５図の
荷電粒子装置に係る磁力線の様子を示す説明図である。 図において、（２）は入射ビームライン、（３）は偏向
電磁石、（７）は真空ドーナツ、（１０）はりターンヨ
ーク、（３０）は荷電粒子である。 なお、各図中、同一符号は同−又は相当部分を示す。
係る要部を示す平面図、第２図は、この実施例による荷
電粒子装置の平面図、第３図は、この実施例に係る磁力
線の様子を示す説明図、、 ｔｊＳ４図は、従来の荷電
粒子装置の一例を示す平面図、第５図は、従来の荷電粒
子装置の他の例を示す要部斜視図、第６図は、第５図の
荷電粒子装置に係る磁力線の様子を示す説明図である。 図において、（２）は入射ビームライン、（３）は偏向
電磁石、（７）は真空ドーナツ、（１０）はりターンヨ
ーク、（３０）は荷電粒子である。 なお、各図中、同一符号は同−又は相当部分を示す。
Claims (1)
- 荷電粒子の通路となる真空ドーナツと、この真空ドーナ
ツの外周に設けられ真空ドーナツ内を通過する前記荷電
粒子を偏向させる偏向電磁石と、この偏向電磁石の周囲
に設けられ偏向電磁石からの磁界の外部への漏れを防止
する強磁性体からなるリターンヨークと、先端部が前記
真空ドーナツ内に指向しており真空ドーナツ内に前記荷
電粒子を導く入射ビームラインとを備えた荷電粒子装置
において、前記入射ビームラインは前記リターンヨーク
を貫通して前記真空ドーナツ内に指向して設けられたこ
とを特徴とする荷電粒子装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32883988A JPH02177300A (ja) | 1988-12-28 | 1988-12-28 | 荷電粒子装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32883988A JPH02177300A (ja) | 1988-12-28 | 1988-12-28 | 荷電粒子装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02177300A true JPH02177300A (ja) | 1990-07-10 |
Family
ID=18214661
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP32883988A Pending JPH02177300A (ja) | 1988-12-28 | 1988-12-28 | 荷電粒子装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02177300A (ja) |
-
1988
- 1988-12-28 JP JP32883988A patent/JPH02177300A/ja active Pending
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP2667832B2 (ja) | 偏向マグネット | |
| US20180315578A1 (en) | Compact deflecting magnet | |
| US5034715A (en) | Permanent magnet field sources of conical orientation | |
| JPS58129734A (ja) | 複合磁界粒子ビームレンズ及び粒子ビームリソグラフィー装置 | |
| US2828434A (en) | Electron beam focussing device | |
| JP2781207B2 (ja) | 画像表示装置 | |
| JPH02177300A (ja) | 荷電粒子装置 | |
| US4330709A (en) | Electronic optical objective | |
| KR100521271B1 (ko) | 주사전자현미경 등을 위한 빈 필터. | |
| JP2556112B2 (ja) | 荷電粒子装置 | |
| US3671895A (en) | Graded field magnets | |
| Powell et al. | Electromagnetic deflector for the beam of the 184‐inch cyclotron | |
| JPH02226699A (ja) | 荷電粒子装置用偏向電磁石 | |
| US5744904A (en) | Apparatus for reducing magnetic field radiated from deflection yoke | |
| JP2813386B2 (ja) | 荷電粒子装置の電磁石 | |
| JPH02174099A (ja) | 超電導偏向電磁石 | |
| JPS63131448A (ja) | 分析電磁石装置 | |
| JPH03105830A (ja) | 偏向ヨーク | |
| JPS62296400A (ja) | 磁気共振型加速器の入射装置 | |
| JPH0397208A (ja) | 荷電粒子装置用偏向電磁石 | |
| KR900006295B1 (ko) | 경사진 단일 소자 코일 장치 | |
| CN121793331A (zh) | 一种低电磁干扰磁力连接方法 | |
| JPH02270308A (ja) | 超電導偏向電磁石およびその励磁方法 | |
| JP2557106B2 (ja) | 荷電粒子偏向電磁石装置 | |
| JPH0395844A (ja) | 走査電子顕微鏡 |