JPH02264883A - 荷電粒子エネルギー分布検出装置 - Google Patents
荷電粒子エネルギー分布検出装置Info
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- JPH02264883A JPH02264883A JP8576089A JP8576089A JPH02264883A JP H02264883 A JPH02264883 A JP H02264883A JP 8576089 A JP8576089 A JP 8576089A JP 8576089 A JP8576089 A JP 8576089A JP H02264883 A JPH02264883 A JP H02264883A
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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】
［産業上の利用分野］
この発明は、荷電粒子エネルギー分布検出装置、即ち荷
電粒子が磁力で曲げられるとき、エネルギーの高さによ
り曲げ角が異なることを利用して、荷電粒子のエネルギ
ー分布を検出する荷電粒子エネルギー分布検出装置に関
するものである。
電粒子が磁力で曲げられるとき、エネルギーの高さによ
り曲げ角が異なることを利用して、荷電粒子のエネルギ
ー分布を検出する荷電粒子エネルギー分布検出装置に関
するものである。
［従来の技術］
第５図は例えば「日本大学生産工学部第２１回学術講演
会電気部会講演概要１ （昭和６３年１２月３日）第９
７〜９８頁に示されたものと同種の従来の荷電粒子エネ
ルギー分布検出装置を示す構成図であり、図において符
号（１）は電子ビーム発生用の電子線形加速器、（２）
は第１磁石として電子線形加速器く１）から発射された
電子ビームの軌道上に設けられた直流電磁石であり、こ
の直流電磁石（２）は直流電流により電子ビームの軌道
に対して垂直方向く図の紙面に垂直な方向）への磁界を
発生して電子ビームの軌道を曲げる。
会電気部会講演概要１ （昭和６３年１２月３日）第９
７〜９８頁に示されたものと同種の従来の荷電粒子エネ
ルギー分布検出装置を示す構成図であり、図において符
号（１）は電子ビーム発生用の電子線形加速器、（２）
は第１磁石として電子線形加速器く１）から発射された
電子ビームの軌道上に設けられた直流電磁石であり、こ
の直流電磁石（２）は直流電流により電子ビームの軌道
に対して垂直方向く図の紙面に垂直な方向）への磁界を
発生して電子ビームの軌道を曲げる。
（３）は平均エネルギーを持つ電子ビームの軌道である
平均エネルギー電子ビーム軌道（以下、平均軌道と略称
する。）、（４）は平均エネルギーより低いエネルギー
を持つ電子ビームの軌道である低エネルギー電子ビーム
軌道（以下、低軌道と略称する。）、（５）は平均エネ
ルギーより高いエネルギーを持つ電子ビームの軌道であ
る高エネルギー電子ビーム軌道（以下、高軌道と略称す
る。）である。
平均エネルギー電子ビーム軌道（以下、平均軌道と略称
する。）、（４）は平均エネルギーより低いエネルギー
を持つ電子ビームの軌道である低エネルギー電子ビーム
軌道（以下、低軌道と略称する。）、（５）は平均エネ
ルギーより高いエネルギーを持つ電子ビームの軌道であ
る高エネルギー電子ビーム軌道（以下、高軌道と略称す
る。）である。
（６）は直流電磁石（２）を通過した電子ビームの軌道
上に多数本のワイヤく図示せず）を図のＹ軸方向へ向け
て１ ｚｘ間隔に張り巡らせてなるワイヤグリッドモニ
タであり、このワイヤグリッドモニタ（６）は電子ビー
ムの図のＸ軸方向への分布を検出する。
上に多数本のワイヤく図示せず）を図のＹ軸方向へ向け
て１ ｚｘ間隔に張り巡らせてなるワイヤグリッドモニ
タであり、このワイヤグリッドモニタ（６）は電子ビー
ムの図のＸ軸方向への分布を検出する。
次に、動作について説明する。電子線形加速器（１）か
ら発射された電子ビームは、まず直流電磁石く２）の磁
界によって図のＸＺ平面で曲げられる。このとき、電子
はそのエネルギーの高低に応じた曲率半径をとって円弧
を描く。即ち、平均エネルギーを持つ電子ビームの軌道
を平均軌道（３）とすると、これより低いエネルギーの
電子ビームは、より大きく曲げられて低軌道（４）を、
これより高いエネルギーの電子ビームは、曲げられにく
いため高軌道（５）をとって進むことになる。
ら発射された電子ビームは、まず直流電磁石く２）の磁
界によって図のＸＺ平面で曲げられる。このとき、電子
はそのエネルギーの高低に応じた曲率半径をとって円弧
を描く。即ち、平均エネルギーを持つ電子ビームの軌道
を平均軌道（３）とすると、これより低いエネルギーの
電子ビームは、より大きく曲げられて低軌道（４）を、
これより高いエネルギーの電子ビームは、曲げられにく
いため高軌道（５）をとって進むことになる。
このように、電子ビームは、エネルギーの高低に応じた
軌道をとってワイヤグリッドモニタ（６）へ向かう。ワ
イヤグリッドモニタ（６）では、−部の電子ビームがワ
イヤに衝突する。その際、ワイヤから２次電子が放出さ
れるため、等価的にワイヤにはプラスの電荷が蓄積され
たことになる。
軌道をとってワイヤグリッドモニタ（６）へ向かう。ワ
イヤグリッドモニタ（６）では、−部の電子ビームがワ
イヤに衝突する。その際、ワイヤから２次電子が放出さ
れるため、等価的にワイヤにはプラスの電荷が蓄積され
たことになる。
その電荷量は、１次電子強度にほぼ比例する。また、電
子ビームの軌道の平均軌道（３）からのずれは、エネル
ギーの高さに比例する。従って、どの位置のワイヤにど
れだけの電荷が蓄積されたかを測定することによって、
どのエネルギーの高さの電子ビームがどれくらい通過し
たのか、そのエネルギーの分布が検出できる。
子ビームの軌道の平均軌道（３）からのずれは、エネル
ギーの高さに比例する。従って、どの位置のワイヤにど
れだけの電荷が蓄積されたかを測定することによって、
どのエネルギーの高さの電子ビームがどれくらい通過し
たのか、そのエネルギーの分布が検出できる。
［発明が解決しようとする課題］
上記のように構成された従来の荷電粒子エネルギー分布
検゛出装置においては、実際には電子ビームはパルス状
で飛来し、そのエネルギー分布は時間的に変化するが、
これに対してワイヤグリッドモニタ（６）は電荷を蓄積
するだけなので、エネルギー分布の時間的平均を求める
にすぎず、時間的な分解能を持たないという問題点があ
った。従って、従来装置は、荷電粒子のエネルギー分布
の時間分解能を持たせるという課題を有していた。
検゛出装置においては、実際には電子ビームはパルス状
で飛来し、そのエネルギー分布は時間的に変化するが、
これに対してワイヤグリッドモニタ（６）は電荷を蓄積
するだけなので、エネルギー分布の時間的平均を求める
にすぎず、時間的な分解能を持たないという問題点があ
った。従って、従来装置は、荷電粒子のエネルギー分布
の時間分解能を持たせるという課題を有していた。
この発明は、上記のような課題を解決するためになされ
たもので、時間的なエネルギー分布を検出することがで
きる荷電粒子エネルギー分布検出装置を得ることを目的
とする。
たもので、時間的なエネルギー分布を検出することがで
きる荷電粒子エネルギー分布検出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エネルギー分布検圧装置は、第
１磁石の磁界と交差しかつ強度が時間的に変化する磁界
により荷電粒子の軌道を曲げるように第２磁石を設け、
第１及び第２磁石の磁界を通過した荷電粒子の軌道に分
布検出器を設けたものである。
１磁石の磁界と交差しかつ強度が時間的に変化する磁界
により荷電粒子の軌道を曲げるように第２磁石を設け、
第１及び第２磁石の磁界を通過した荷電粒子の軌道に分
布検出器を設けたものである。
［作用］
この発明においては、強度が時間的に変化する磁界によ
り、第２磁石が荷電粒子の軌道を曲げ、分布検出器が第
１及び第２磁石の磁界を通過した荷電粒子の軌道と交差
する面内の荷電粒子の分布を検出する。
り、第２磁石が荷電粒子の軌道を曲げ、分布検出器が第
１及び第２磁石の磁界を通過した荷電粒子の軌道と交差
する面内の荷電粒子の分布を検出する。
［実施例コ
以下、この発明の実施例を図について説明する。
第１図はこの発明の一実施例による荷電粒子エネルギー
分布検出装置を示す構成図、第２図は第１−図の装置を
側面からみた構成図であり、第５図と同−又は相当部分
には同一符号を付し、その説明を省略する。
分布検出装置を示す構成図、第２図は第１−図の装置を
側面からみた構成図であり、第５図と同−又は相当部分
には同一符号を付し、その説明を省略する。
図において、符号（７）は第２磁石として直流電磁石（
２）によって曲げられた電子ビームの軌道上に設けられ
直流電磁石（２）の磁界と直交する方向の磁界を発生し
電子ビームの軌道を曲げるパルス電磁石であり、このパ
ルス電磁石（７）には第３図に示すような電流波形のパ
ルス電流が供給され、これにより発生する磁界強度が時
間的に変化する。また、第３図のＴ、は、例えば０．２
μｓｅｃ程度である。（８）は分布検出器としてパルス
電磁石（７）によって曲げられた電子ビームの軌道上に
設けられた蛍光板装置であり、この蛍光板装置（８）は
電子ビームの衝突を検知して発光する蛍光板、この蛍光
板の発光をモニタするＴＶモニタ及び蛍光板の発光状態
を分析して各部のビーム強度を測定するコンピュータな
どを有し、これにより軌道と交差する面における電子ビ
ームの分布を検出する。
２）によって曲げられた電子ビームの軌道上に設けられ
直流電磁石（２）の磁界と直交する方向の磁界を発生し
電子ビームの軌道を曲げるパルス電磁石であり、このパ
ルス電磁石（７）には第３図に示すような電流波形のパ
ルス電流が供給され、これにより発生する磁界強度が時
間的に変化する。また、第３図のＴ、は、例えば０．２
μｓｅｃ程度である。（８）は分布検出器としてパルス
電磁石（７）によって曲げられた電子ビームの軌道上に
設けられた蛍光板装置であり、この蛍光板装置（８）は
電子ビームの衝突を検知して発光する蛍光板、この蛍光
板の発光をモニタするＴＶモニタ及び蛍光板の発光状態
を分析して各部のビーム強度を測定するコンピュータな
どを有し、これにより軌道と交差する面における電子ビ
ームの分布を検出する。
次に、動作について説明する。電子線形加速器（１）か
ら出た電子ビームは、従来例と同様に、直流電磁石（２
）によって図のＸＺ平面でエネルギーの高さに応じた角
度で曲げられる。この後、電子ビームは、パルス電磁石
（７）によって、今度は図のＹＺ平面でエネルギーの高
さに応じた角度で曲げられる。
ら出た電子ビームは、従来例と同様に、直流電磁石（２
）によって図のＸＺ平面でエネルギーの高さに応じた角
度で曲げられる。この後、電子ビームは、パルス電磁石
（７）によって、今度は図のＹＺ平面でエネルギーの高
さに応じた角度で曲げられる。
このとき、パルス電磁石（７）に供給される電流は第３
図のようなパルス電流なので、パルス電磁石（７）によ
る電子ビームの曲げ角は、時間的に変化する。例えば平
均軌道（３）は、第３図の時間ｔ、では第２図実線のよ
うに曲げられ、時間ｔ２では第２図破線の状態になり、
時間ｔ３では第２図１点鎖線のような状態になる。即ち
、供給電流のパルスにともなって、パルス電磁石（７）
の磁界強度は連続的に弱まっていくので、電子ビームの
軌道の曲げ量も連続的に小さくなって行く。
図のようなパルス電流なので、パルス電磁石（７）によ
る電子ビームの曲げ角は、時間的に変化する。例えば平
均軌道（３）は、第３図の時間ｔ、では第２図実線のよ
うに曲げられ、時間ｔ２では第２図破線の状態になり、
時間ｔ３では第２図１点鎖線のような状態になる。即ち
、供給電流のパルスにともなって、パルス電磁石（７）
の磁界強度は連続的に弱まっていくので、電子ビームの
軌道の曲げ量も連続的に小さくなって行く。
このときの電子ビームを蛍光板装置（８）によりモニタ
すれば、時間Ｏ〜Ｔ、の間の電子ビームのエネルギー分
布の変化が検出できる。
すれば、時間Ｏ〜Ｔ、の間の電子ビームのエネルギー分
布の変化が検出できる。
この蛍光板装置（８）では、例えば第４図のようなモニ
タが得られる。第４図の斜線部分が発光部分で電子ビー
ムの軌跡であり、図の１点鎖線で囲まれた部分は時間１
．での分布、図の２点鎖線で囲まれた部分は時間ｔ、で
の分布を、それぞれほぼ示している。このような軌跡の
各部の発光状態を分析し、どの位置にどの程度の強度の
電子ビームが検知されたかを調べれば、どの程度のエネ
ルギーの高さのビームが、どれくらいの強度をもつのか
、そのエネルギー分布が検出できるだけでなく、そのエ
ネルギー分布が時間的にどのように変化するのかも検出
でき、また測定できる。
タが得られる。第４図の斜線部分が発光部分で電子ビー
ムの軌跡であり、図の１点鎖線で囲まれた部分は時間１
．での分布、図の２点鎖線で囲まれた部分は時間ｔ、で
の分布を、それぞれほぼ示している。このような軌跡の
各部の発光状態を分析し、どの位置にどの程度の強度の
電子ビームが検知されたかを調べれば、どの程度のエネ
ルギーの高さのビームが、どれくらいの強度をもつのか
、そのエネルギー分布が検出できるだけでなく、そのエ
ネルギー分布が時間的にどのように変化するのかも検出
でき、また測定できる。
第４図で、各時間における平均エネルギーの軌跡を、例
えば破線に示す、仮に、電子ビームの平均エネルギーが
時間的に一定であるとすると、この破線はＹ軸と平行な
直線になる。よって、この直線からのずれは、平均エネ
ルギーが時間とともに変化していることを示している。
えば破線に示す、仮に、電子ビームの平均エネルギーが
時間的に一定であるとすると、この破線はＹ軸と平行な
直線になる。よって、この直線からのずれは、平均エネ
ルギーが時間とともに変化していることを示している。
逆に、Ｙ軸と平行な直線に沿って、電子ビームの軌跡を
スキャンすれば、あるエネルギーの高さの電子ビームの
強度の時間的変化が得られる。
スキャンすれば、あるエネルギーの高さの電子ビームの
強度の時間的変化が得られる。
このような蛍光板装置（８〉のモニタ上の軌跡の２次世
分布から、平均エネルギーの時間的変化及びその時間で
のエネルギー分布を検出することができる。
分布から、平均エネルギーの時間的変化及びその時間で
のエネルギー分布を検出することができる。
なお、上記実施例では分布検出器として蛍光板装置（８
）を示したが、分布検出器は、荷電粒子の強度の２次元
分布を検出できればよく、蛍光板装置（８）に限定され
ない０例えば、ワイヤグリッドモニタなどであってもよ
い、この場合、例えば図のＹ軸方向だけでなく、Ｘ軸方
向へもワイヤを張り巡らせばよい、また、分布検出器は
荷電粒子の分布状態が検出できればよく、必ずしも具体
的な数値として測定するものでなくてもよい。
）を示したが、分布検出器は、荷電粒子の強度の２次元
分布を検出できればよく、蛍光板装置（８）に限定され
ない０例えば、ワイヤグリッドモニタなどであってもよ
い、この場合、例えば図のＹ軸方向だけでなく、Ｘ軸方
向へもワイヤを張り巡らせばよい、また、分布検出器は
荷電粒子の分布状態が検出できればよく、必ずしも具体
的な数値として測定するものでなくてもよい。
また、分布検出器は、その一部が荷電粒子の軌道に設け
られていればよく、例えばモニタやコンピュータなどを
有する分布検出器の場合、それらの構成部分は軌道から
離れていてもよい。
られていればよく、例えばモニタやコンピュータなどを
有する分布検出器の場合、それらの構成部分は軌道から
離れていてもよい。
さらに、上記実施例では直流電磁石（２）の後にパルス
電磁石（７）を設けたが、第１及び第２磁石はどちらが
先でもよい。
電磁石（７）を設けたが、第１及び第２磁石はどちらが
先でもよい。
さらにまた、上記実施例では第１磁石として直流電磁石
（２）を示したが、第１磁石は永久磁石であってもよい
。
（２）を示したが、第１磁石は永久磁石であってもよい
。
また、上記実施例では第１及び第２磁石のそれぞれの磁
界が互いに直交するものを示したが、他の角度で交差さ
せてもよい。この場合、分布検出器もこれに対応させる
必要がある。
界が互いに直交するものを示したが、他の角度で交差さ
せてもよい。この場合、分布検出器もこれに対応させる
必要がある。
さらに、上記実施例では荷電粒子として電子ビームを示
したが、例えば各種イオンビームなと、他の荷電粒子で
あってもよい。
したが、例えば各種イオンビームなと、他の荷電粒子で
あってもよい。
さらにまた、上記実施例ではパルス電磁石（７）に第３
図のようなパルス電流を供給したが、第２磁石の磁界強
度を時間的に変化させられれば、例えば正弦波状の波形
の電流など、他の波形の電流であってもよい。
図のようなパルス電流を供給したが、第２磁石の磁界強
度を時間的に変化させられれば、例えば正弦波状の波形
の電流など、他の波形の電流であってもよい。
［発明の効果コ
以上説明したように、この発明の荷電粒子エネルギー分
布検出装置は、第１磁石の磁界と交差しかつ強度が時間
的に変化する磁界により荷電粒子の軌道を曲げるように
第２磁石を設け、第１及び第２磁石の磁界を通過した荷
電粒子の軌道に分布検出器を設けたので、荷電粒子の時
間的なエネルギー分布を検出することができ、これによ
り荷電粒子の発生源の調整や荷電粒子の取り扱いが容易
になるなどの効果がある。
布検出装置は、第１磁石の磁界と交差しかつ強度が時間
的に変化する磁界により荷電粒子の軌道を曲げるように
第２磁石を設け、第１及び第２磁石の磁界を通過した荷
電粒子の軌道に分布検出器を設けたので、荷電粒子の時
間的なエネルギー分布を検出することができ、これによ
り荷電粒子の発生源の調整や荷電粒子の取り扱いが容易
になるなどの効果がある。
第１図はこの発明の一実施例による荷電粒子エネルギー
分布検出装置を示す構成図、第２図は第１図の装置を側
面からみた構成図、第３図は第１図のパルス電磁石に供
給する電流の波形の一例を示す時間と電流値との関係図
、第４図は第１図の蛍光板装置のモニタ例を示す正面図
、第５図は従来の荷電粒子エネルギー分布検出装置の一
例を示す構成図である。 図において、（２）は直流電磁石（第１磁石）、（７）
はパルス電磁石（第２磁石）、（８）は蛍光板装置（分
布検出器）である。 なお、各図中、同一符号は同−又は相当部分を示す。
分布検出装置を示す構成図、第２図は第１図の装置を側
面からみた構成図、第３図は第１図のパルス電磁石に供
給する電流の波形の一例を示す時間と電流値との関係図
、第４図は第１図の蛍光板装置のモニタ例を示す正面図
、第５図は従来の荷電粒子エネルギー分布検出装置の一
例を示す構成図である。 図において、（２）は直流電磁石（第１磁石）、（７）
はパルス電磁石（第２磁石）、（８）は蛍光板装置（分
布検出器）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)
- 磁界により荷電粒子の軌道を曲げる第１磁石と、この第
１磁石の磁界と交差しかつ強度が時間的に変化する磁界
により前記軌道を曲げる第２磁石と、前記第１及び第２
磁石の磁界を通過した荷電粒子の軌道に設けられ、この
軌道と交差する面における前記荷電粒子の分布を検出す
る分布検出器とを備えたことを特徴とする荷電粒子エネ
ルギー分布検出装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8576089A JPH02264883A (ja) | 1989-04-06 | 1989-04-06 | 荷電粒子エネルギー分布検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8576089A JPH02264883A (ja) | 1989-04-06 | 1989-04-06 | 荷電粒子エネルギー分布検出装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02264883A true JPH02264883A (ja) | 1990-10-29 |
Family
ID=13867821
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8576089A Pending JPH02264883A (ja) | 1989-04-06 | 1989-04-06 | 荷電粒子エネルギー分布検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02264883A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003045367A (ja) * | 2001-08-02 | 2003-02-14 | Central Res Inst Of Electric Power Ind | ビームの評価方法および装置 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4927281A (ja) * | 1972-06-30 | 1974-03-11 |
-
1989
- 1989-04-06 JP JP8576089A patent/JPH02264883A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4927281A (ja) * | 1972-06-30 | 1974-03-11 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003045367A (ja) * | 2001-08-02 | 2003-02-14 | Central Res Inst Of Electric Power Ind | ビームの評価方法および装置 |
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