JPH03145100A - 電子ビーム用アンジュレータ - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、シンクロトロン放射光発生装置もしくは自由
電子レーザ発振装置に使用される電子ビーム蛇行用の電
子ビームアンジュレータに関する。

［従来の技術］ シンクロトロン放射光装置もしくは自由電子１ノ一ザ発
振装置に設けられる電子ビームアンジュレータは、第６
図に示すように、内部が真空状態に保たれた中央部分を
電子が通過する円筒形状の真空ダクト１の外周面に密着
して、複数の導体が束ねられ方形状の断面を有する帯状
の−又は複数のへりカルコイル２が互いに交差すること
のないように適宜な間隔を保ちながらダクト１の中心軸
方向に向かいらせん状に巻き付けられている。ヘリカル
コイル２の部分を除いたダクトｌの外周面側には、該外
周面に密着し、真空ダクトｌと同心でヘリカルコイル２
を埋設しない程度の外径を有する支持筒３が設けられ、
これらの支持筒３はそれぞれのヘリカルコイル２を固定
している。

［発明が解決しようとする課題］ ところがこのような従来の電子ビームアンジュレータに
おいては、ダクトｌの内部中央部分を電子が蛇行しなが
ら進行し電子の通過する範囲にて電子ビーム形成範囲４
を形成するが、この電子ビーム形成範囲４の直径が上記
アンジュレータの中心軸方向に沿って徐々に広がる傾向
があり、上記アンジュレータより得られるシンクロトロ
ン放射光の強度が低下するという問題点があった。

本発明はこのような問題点を解決するためになされたも
ので、シンクロトロン放射光の強度か低下しない電子ビ
ーム用アンジュレータを提供することを目的とする。

［課題を解決するための手段］ 本発明は、空胴内を電子が通過するダクトの外周面側に
、一以上のヘリカルコイルが交差することなく上記ダク
トの中心軸方向へらせん状に巻き付けられる電子ビーム
用アンジュレータにおいて、ダクト外周面とヘリカルコ
イルとの間には、ダクトの周方向を四等分する四つの位
置に互いに平行に延在する導体を備えたことを特徴とす
る。

［作用］ このように構成することで、四つの導体は、ダクト内を
通過する電子にて形成される電子ビームをダクト内中心
部に収束させ、電子ビーム用アンジュレータより得られ
るシンクロトロン放射光の強度を大きくするように作用
する。

［実施例］ 本発明の電子ビームアンジュレータの一実施例を示す第
１図において、第６図と同じ構成部分については同じ符
号を付しその説明を省略する。

ダクトｌの外周面側であって該外周面を周方向に四等分
する位置には、複数の導体が束ねられて方形状の断面を
なす直線導体５　（後述する直線導体５−１ないし５−
４を代表してこのように記す）がダクト１の中心軸方向
に平行に、上記外周面に密着して設けられる。尚、ダク
トｌを挟んで対向する位置に設けられている直線導体５
どうしには同じ方向に電流を流すようにする。例えば第
２図に示すように、図示上ダクトｌの最上部及び最下部
に設けられる直線導体５−１．５−２は電流方向６に示
すように紙面の表面より裏面方向に電流が流され、ダク
ト１の左右に設けられる直線導体５−３．５−４は電流
方向７に示すように紙面の裏面より表面方向へ電流が流
される。このように設置され電流が流される直線導体５
は、ダクト１内部を蛇行しながら通過する電子にて形成
される電子ビームをダクト！中央部に上下方向に収束さ
せるためのものである。

ダクト１の外周面側には、ダクトｌの直径方向における
直線導体５の高さにほぼ等しい厚さにてダクトｌと同心
にて円周面を形成するようにモールド樹脂８が充填され
、該モールド樹脂８にて直線導体５がダクトｌ外周面に
固定される。

さらにモールド樹脂８及び直線導体５にて形成される円
筒体の外側には、従来例と同様に上記ダクト１と同心に
円筒状の支持筒３が設けられ、この支持筒３には−又は
複数のヘリカルコイル２か設けられる。尚、本実施例で
はヘリカルコイル２は支持筒３の周方向を三等分するそ
れぞれの位置に設けられており、ヘリカルコイル２は複
数の導体が束ねられ方形状の断面にてなる導体である。

又、ヘリカルコイル２及び直線導体５は、ともに超電導
導体で形成しても良い。

このように構成される電子ビーム用アンジュレータの動
作を以下に説明する。

このようなアンジュレータ内を電子は蛇行しながら通過
し通過する電子にて電子ビームが電子ビーム形成範囲４
に形成される。さらに、四つの直線導体５にそれぞれ上
述した向きに電流を流すことで、電子ビーム形成範囲４
には四極磁場が発生する。よって、アンジュレータ内を
通過する電子にはこの四極磁場の磁力が作用しダクト１
の中央部分に収束する力が作用する。したがって、電子
ビーム形成範囲４の直径が広がることはなく、強度の大
きいシンクロトロン放射光を得ることができる。

上述したように構成される電子ビーム用アンジュレータ
は、設置例として第３図（ａ）に示すように、電子ビー
ム用アンジュレータＡ及び電子ビーム用アンジュレータ
Ｂの例えば２本が、それぞれの構成部分のダクトｌを同
心に直列接続される。尚、電子ビーム用アンジュレータ
Ａに設けられる直線導体５−１ないし５−４を流れる電
流の向きは、第４図に示すように直線導体５−１及び５
−２については紙面の裏面より表面方向であり、直線導
体５−３及び５−４については紙面の表面より裏面方向
である。一方、電子ビーム用アンジュレータＢに設けら
れる直線導体５−１ないし５−４を流れる電流の向きは
、第２図に示す場合と同様である。即ち、電子ビーム用
アンジュレータＡと電子ビーム用アンジュレータＢとに
おけるそれぞれの直線導体５−１ないし５−４ではダク
トｌの外周面上における直線導体が設けられる角度は同
一であるが、流れる電流の向きはそれぞれ異なり、互い
に９０度ずれた位置に設置される直線導体どうしが同じ
方向に電流が流れている。

このように電流の方向を電子ビーム用アンジュレータＡ
及びＢにて変化させることで、電子ビーム用アンジュレ
ータＡではダクトｌの中心軸方向に沿って左右方向に、
電子ビーム用アンジュレータＢではダクトｌの中心軸方
向に沿って上下方向に、それぞれ電子を収束させること
ができるので、電子ビーム用アンジュレータＡ及びＢに
て電子をダクトｌの中央部に収束させることができる。

第５図は、本発明の電子ビーム用アンジュレータの他の
実施例を示す図であり、ダクトｌの外周面上に４つの導
体１Ｏ−１ないしｌｏ−４が設けられた状態を示す。尚
、第５図には図示していないが、第１図に示すヘリカル
コイル２、支持筒３及びモールド樹脂８も設けられる。

この実施例の電子ビーム用アンジュレータでは、電子ビ
ーム用アンジュレータ２０の全長において４つの導体１
０（導体１０−１ないし１０−４を総称してこのように
記す）を電子ビーム用アンジュレータの入口と出口との
間で９０度捩じった状態で設置している。叩ら、電子ビ
ーム用アンジュレータ２０の入口０ＩｌＩＡにおいてダ
グ１１００度は置に設置された導体１０−１は、電子ビ
ーム用アンジュレータ２０の出口側Ｂにおいてはダクト
ｌの９０度の位置、即ち上記Ｏ変位置からダクトの円周
方向に９０°回転した位置になるように電子ビーム用ア
ンジュレータ２０の長手方向に沿ってダクト１の外周面
上を１／４周するようにらせん状に設置される。

同様にして電子ビーム用アンジュレータ２０の入口側Ａ
において、ダクト１の９０度変位置設置した導体１０−
２は出口側Ｂではダクト１の１８０度位変位置り、入口
側Ａにおいてダクトｌの１８０度位変位置置した導体１
０−３は出口側ＢではダクトＩの２７０度位変位置り、
入口ｆｆ１ｌｌ　Ａにおいてダクト１の２７０度位変位
置置した導体１〇−４は出口（ｊｌＩＩＢではダクトｌ
の０変位置となるように設置される。

そして、このように設置された導体１０−１ないし１０
−４では、互いに隣接する導体においてそれぞれ電流の
流れる方向が逆となるように電流が流される。このよう
に導体１Ｏ−１ないし１Ｏ−４を設置し、電流の向きを
異ならせることで、例えば電子ビーム用アンジュレータ
２０の入口側Ａでは電子はダクトｌの中央部においてダ
ク）・１の中心軸方向に対して左右方向に収束され、一
方、出口側Ｂでは電子は、ダクトｌの中央部においてダ
クトＬの中心軸方向に対して上下方向に収束される。よ
って電子ビーム用アンジュレータ２０の全長にわたって
は、電子（よダクトｌの中央部に収束されることになる
。

尚、上述した各実施例はダクトｌが直線状に延在する電
子ビームアンジュレータについて説明したが、ダクトｌ
が円弧状に曲がった電子ビームアンジュレータにも適用
することができる。

［発明の効果］ 以上詳述したように本発明によれば、ダクト外周面ζこ
備えた導体より発生する磁場によりダクト内部を通過す
る電子ビームをダクト内中央部に収束させることができ
るから、電子ビーム用アンジュレータより得られるシン
クロトロン放射光の強度が低下することはない。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の電子ビーム用アンジュレータの一実施
例を示す斜視図、第２図は第１図に示す電子ビーム用ア
ンジュレータの横断面図、第３図（ａ）は、本発明の電
子ビーム用アンジュレータの設置例を示す側面図、第３
図（ｂ）は第３図（ａ）に示す電子ビーム用アンジュレ
ータＡ、Ｂの外周面側における角度を示す図、第４図は
第３図（ａ）に示す電子ビーム用アンジュレータＡの直
線導体を流れる電流方向を示す図、第５図は本発明の電
子ビーム用アンジュレータの他の実施例を示す斜視図、
第６図は従来の電子ビーム用アンジュレータを示す斜視
図である。 ｌ・・・ダクト、２・・・ヘリカルコイル、５・・・直
線導体、８・・・モールド樹脂。 第１図 繁

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （１）空胴内を電子が通過するダクトの外周面側に、一
   以上のヘリカルコイルが交差することなく上記ダクトの
   中心軸方向へらせん状に巻き付けられる電子ビーム用ア
   ンジュレータにおいて、ダクト外周面とヘリカルコイル
   との間には、ダクトの周方向を四等分する四つの位置に
   互いに平行に延在する導体を備えたことを特徴とする電
   子ビーム用アンジュレータ。
2. （２）上記導体が上記ダクトの軸に平行であることを特
   徴とする請求項１記載の電子ビーム用アンジュレータ。
3. （３）上記導体が上記ダクトの中心軸に対しダクト全長
   でダクト外周面上で９０゜捩じれたことを特徴とする電
   子ビーム用アンジュレータ。
4. （４）上記ダクトと同心で上記各導体が内接する円周面
   が形成されるようにダクト外周面上に設けられるそれぞ
   れの上記導体にてダクト周方向に形成される隙間には樹
   脂が充填され、形成される円周面上に上記ヘリカルコイ
   ルが備わる請求項１ないし３記載の電子ビーム用アンジ
   ュレータ。
5. （５）上記ヘリカルコイル及び上記導体は超電導導体よ
   りなる、請求項１ないし４記載の電子ビーム用アンジュ
   レータ。