JPH03280586A - 自由電子レーザ装置 - Google Patents
自由電子レーザ装置Info
- Publication number
- JPH03280586A JPH03280586A JP2082405A JP8240590A JPH03280586A JP H03280586 A JPH03280586 A JP H03280586A JP 2082405 A JP2082405 A JP 2082405A JP 8240590 A JP8240590 A JP 8240590A JP H03280586 A JPH03280586 A JP H03280586A
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- Japan
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- electron beam
- light
- wiggler
- electron
- oscillation
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- Pending
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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
本発明は、Ｘ線領域の強力光源を与えることができる自
由電子レーザ装置に関するものである。
由電子レーザ装置に関するものである。
従来の技術
最近の自由電子レーザにおいては、次第に短波長の発振
が可能となり、軟Ｘ線の１００ＯＡの波長の発振も報告
されている。このような自由電子レーザは、Ｘ線領域の
強力光源として利用することが可能である（三間圀興「
自由電子レーザー」レーザー研究、第１５巻、第６号（
昭和６２年）、Ｐ５２〜Ｐ５７参照）。以下、図面を参
照しながら従来の自由電子レーザ装置について説明する
。
が可能となり、軟Ｘ線の１００ＯＡの波長の発振も報告
されている。このような自由電子レーザは、Ｘ線領域の
強力光源として利用することが可能である（三間圀興「
自由電子レーザー」レーザー研究、第１５巻、第６号（
昭和６２年）、Ｐ５２〜Ｐ５７参照）。以下、図面を参
照しながら従来の自由電子レーザ装置について説明する
。
第３図は従来の自由電子レーザ装置を示す構成図である
。第３図において、３１と３２は対向して配置され、発
振放射光おの光路を形成する反射鏡１．３４は反射鏡３
１，３２の間に配置されたウィグラーであり、後述する
電子線Ｉに横方向の周期的電磁場を与えて電子線Ｉを波
状に振動させる。３５は反射鏡３１．３２で形成する光
路に電子線Ｉを打込むだめの電子線入射装置、３７は反
射鏡３１とウィグラーあの間に配置され、電子線入射装
置あから入射した電子線Ｉを光路と平行に偏向する偏向
磁石、あはウィグラー讃と反射鏡支の間に配置され、ウ
ィグラー調を通過した電子線Ｉを光路外に導く偏向磁石
である。
。第３図において、３１と３２は対向して配置され、発
振放射光おの光路を形成する反射鏡１．３４は反射鏡３
１，３２の間に配置されたウィグラーであり、後述する
電子線Ｉに横方向の周期的電磁場を与えて電子線Ｉを波
状に振動させる。３５は反射鏡３１．３２で形成する光
路に電子線Ｉを打込むだめの電子線入射装置、３７は反
射鏡３１とウィグラーあの間に配置され、電子線入射装
置あから入射した電子線Ｉを光路と平行に偏向する偏向
磁石、あはウィグラー讃と反射鏡支の間に配置され、ウ
ィグラー調を通過した電子線Ｉを光路外に導く偏向磁石
である。
以上の構成において、以下、その動作について説明する
。
。
電子線入射装置あから高速の電子線Ｉを偏向磁石３７に
打込む。電子線Ｉは偏向磁石３７で発振放射光あの光路
と平行に偏向され、ウィグラーあに入る。ウィグラー讃
では電子線Ｉを波状に振動させる。この振動周期が発振
放射光おの波長の整数倍で電子の速度が適当であると共
鳴し、電子のエネルギーの一部が発振放射光おに移シ、
発振放射光おが増幅される。このとき、２枚の反射鏡３
１．３２により共振器を構成しているので、発振放射光
おはレーザ発振光となシ、反射鏡３２の一部に形成され
た穴３９などから出力放射光４０として取出される。
打込む。電子線Ｉは偏向磁石３７で発振放射光あの光路
と平行に偏向され、ウィグラーあに入る。ウィグラー讃
では電子線Ｉを波状に振動させる。この振動周期が発振
放射光おの波長の整数倍で電子の速度が適当であると共
鳴し、電子のエネルギーの一部が発振放射光おに移シ、
発振放射光おが増幅される。このとき、２枚の反射鏡３
１．３２により共振器を構成しているので、発振放射光
おはレーザ発振光となシ、反射鏡３２の一部に形成され
た穴３９などから出力放射光４０として取出される。
発明が解決しようとする課題
しかし、上記のような従来例の構成では、反射鏡３１．
３２を対向させて共振器を構成しているが、Ｘ線領域に
おいては、法線方向の入射に対して反射率が高く、耐久
性に優れた反射鏡がなく、強力な放射光に耐えることが
困難であり、Ｘ線領域程度の短波長の強力なレーザ発振
を実現するための大きな障害となっている。
３２を対向させて共振器を構成しているが、Ｘ線領域に
おいては、法線方向の入射に対して反射率が高く、耐久
性に優れた反射鏡がなく、強力な放射光に耐えることが
困難であり、Ｘ線領域程度の短波長の強力なレーザ発振
を実現するための大きな障害となっている。
本発明は、上記のような従来技術の問題を解決するもの
であシ、Ｘ線領域において、反射鏡の反射率を高めると
共に、耐久性を向上させ、したがって、強力なレーザ発
振を実現することができ、また、電子線が繰シ返してレ
ーザ発振に役立ち、レーザ発振の効率を向上させること
ができるようにした自由電子レーザ装置を提供すること
を目的とするものである。
であシ、Ｘ線領域において、反射鏡の反射率を高めると
共に、耐久性を向上させ、したがって、強力なレーザ発
振を実現することができ、また、電子線が繰シ返してレ
ーザ発振に役立ち、レーザ発振の効率を向上させること
ができるようにした自由電子レーザ装置を提供すること
を目的とするものである。
課題を解決するための手段
上記目的を達成するために、本発明の技術的解決手段は
、入射角が６０°以上となる多角形の光路を形成するよ
うに配置された複数個の反射鏡と、この反射鏡の間に配
置され、電子線を波状に振動させる複数個のウィグラー
と、このウィグラーの間に配置され、電子線の方向をこ
のウィグラーの位置で上記反射鏡により曲げられた発振
放射光の方向と一致させると共に、電子線の周回軌道を
形成する偏向磁石と、上記電子線の周回軌道に電子線を
入射する電子線入射装置と、上記電子線の周回軌道に配
置され、電子線を加速する電子線加速装置とを備えたも
のである。
、入射角が６０°以上となる多角形の光路を形成するよ
うに配置された複数個の反射鏡と、この反射鏡の間に配
置され、電子線を波状に振動させる複数個のウィグラー
と、このウィグラーの間に配置され、電子線の方向をこ
のウィグラーの位置で上記反射鏡により曲げられた発振
放射光の方向と一致させると共に、電子線の周回軌道を
形成する偏向磁石と、上記電子線の周回軌道に電子線を
入射する電子線入射装置と、上記電子線の周回軌道に配
置され、電子線を加速する電子線加速装置とを備えたも
のである。
そして、上記反射鏡の少なくとも表面は５ｉＣ１Ｐｔｓ
ＡｕＸＣｕＸＮｉから選ばれ、これを主成分とする材
料によシ形成するのが好ましい。
ＡｕＸＣｕＸＮｉから選ばれ、これを主成分とする材
料によシ形成するのが好ましい。
作用
したがって、本発明によれば、電子線入射装置から入射
する電子線の方向を偏向磁石によりウィグラーの位置で
多角形の光路を形成する反射鏡により曲げた発振放射光
の方向と一致させ、ウィグラーにより電子線を波状に振
動させて発振放射光を増幅させながら周回させてレーザ
発振することができ、このとき、上記反射鏡は入射角が
６０°以上となるように配置しているので、Ｘ線領域で
反射率を高くすることができ、しかも、耐久性を向上さ
せることができる。また、上記偏向磁石が形成する周回
軌道に配置された電子加速装置により電子線を加速して
電子線のエネルギーを常時補充することができる。
する電子線の方向を偏向磁石によりウィグラーの位置で
多角形の光路を形成する反射鏡により曲げた発振放射光
の方向と一致させ、ウィグラーにより電子線を波状に振
動させて発振放射光を増幅させながら周回させてレーザ
発振することができ、このとき、上記反射鏡は入射角が
６０°以上となるように配置しているので、Ｘ線領域で
反射率を高くすることができ、しかも、耐久性を向上さ
せることができる。また、上記偏向磁石が形成する周回
軌道に配置された電子加速装置により電子線を加速して
電子線のエネルギーを常時補充することができる。
実施例
以下、本発明の実施例について図面を参照しながら説明
する。
する。
第１図は本発明の一実施例における自由電子レーザ装置
を示す構成図である。
を示す構成図である。
第１図において、ｌは反射鏡であり、入射角が６０°以
上となる多角形（図示例では正８角形）の発振放射光２
の光路を形成するように複数個（図示例では８個）配置
されている。３はウィグラーであり、反射鏡１０間で複
数個（図示例では６個）配置され、後述する電子線６に
横方向の周期的電磁場を与えて電子線６を波状に振動さ
せる。４は偏向磁石であり、ウィグラー３の間で複数個
（図示例では８個）配置され、電子線６の方向をウィグ
ラー３の位置で反射鏡１により曲げられた発振放射光２
の方向と一致させ、電子線６０周回軌道を形成する。こ
の偏向磁石４は反射鏡１と重なる位置に配置することに
より、電子ｌｌｌ６の方向を発振放射光２の方向に簡単
に一致させることができるが、必ずしも両者を重なる位
置に配置する必要はない。５は電子線入射装置であシ、
高速の電子線６を偏向磁石４が形成する電子線６の周回
軌道に打込む。７は電子線加速装置であシ、偏向磁石４
が形成する電子線６の周回軌道に複数個（図示例では２
個）配置され、電子線６を加速する。
上となる多角形（図示例では正８角形）の発振放射光２
の光路を形成するように複数個（図示例では８個）配置
されている。３はウィグラーであり、反射鏡１０間で複
数個（図示例では６個）配置され、後述する電子線６に
横方向の周期的電磁場を与えて電子線６を波状に振動さ
せる。４は偏向磁石であり、ウィグラー３の間で複数個
（図示例では８個）配置され、電子線６の方向をウィグ
ラー３の位置で反射鏡１により曲げられた発振放射光２
の方向と一致させ、電子線６０周回軌道を形成する。こ
の偏向磁石４は反射鏡１と重なる位置に配置することに
より、電子ｌｌｌ６の方向を発振放射光２の方向に簡単
に一致させることができるが、必ずしも両者を重なる位
置に配置する必要はない。５は電子線入射装置であシ、
高速の電子線６を偏向磁石４が形成する電子線６の周回
軌道に打込む。７は電子線加速装置であシ、偏向磁石４
が形成する電子線６の周回軌道に複数個（図示例では２
個）配置され、電子線６を加速する。
以上の構成において、以下、その動作について説明する
。
。
電子線入射装置５から高速の電子線６を偏向磁石４が形
成する電子線６０周回軌道に打込む。電子線６は偏向磁
石４によシウィグラ−３の位置で反射鏡１により曲げら
れた発振放射光２の方向と一致させられる。ウィグラー
３では電子線６を波状に振動させる。この振動周期が発
振放射光２の波長の整数倍で電子の速度が適当であると
共鳴し、電子のエネルギーの一部が発振放射光２に移り
、発振放射光２が増幅される。このとき、８個の反射鏡
１により多角形状の共振器を構成しているので、発振放
射光２はレーザ発振光となシ、妊意の反射鏡ｌの一部に
形成された穴８などから出力放射光９として取出される
。
成する電子線６０周回軌道に打込む。電子線６は偏向磁
石４によシウィグラ−３の位置で反射鏡１により曲げら
れた発振放射光２の方向と一致させられる。ウィグラー
３では電子線６を波状に振動させる。この振動周期が発
振放射光２の波長の整数倍で電子の速度が適当であると
共鳴し、電子のエネルギーの一部が発振放射光２に移り
、発振放射光２が増幅される。このとき、８個の反射鏡
１により多角形状の共振器を構成しているので、発振放
射光２はレーザ発振光となシ、妊意の反射鏡ｌの一部に
形成された穴８などから出力放射光９として取出される
。
そして、電子線６Ｆｉ周回運動で繰シ返してレーザ発振
に役立ち、また、電子線６のエネルギーは電子線加速装
置７で常時、補充されるので、安全なレーザ発振を継続
することができ、レーザ発振効率を向上させることがで
きる。
に役立ち、また、電子線６のエネルギーは電子線加速装
置７で常時、補充されるので、安全なレーザ発振を継続
することができ、レーザ発振効率を向上させることがで
きる。
また、反射鏡１は６０°以上の大きい入射角となるよう
に配置しているので、このような大きい入射角に設定す
ると、反射鏡ｌとして適当な材料を選択することによシ
、Ｘ線波長領域でも高い反射率を保つことが可能であシ
、シかも、従来のＸ線の反射鏡のように多層膜を使用し
ないで済むので、耐久性が高く、高強度のＸ線の発振で
も反射鏡ｌの破壊を防止することが可能となる。以下、
その具体例について説明する。
に配置しているので、このような大きい入射角に設定す
ると、反射鏡ｌとして適当な材料を選択することによシ
、Ｘ線波長領域でも高い反射率を保つことが可能であシ
、シかも、従来のＸ線の反射鏡のように多層膜を使用し
ないで済むので、耐久性が高く、高強度のＸ線の発振で
も反射鏡ｌの破壊を防止することが可能となる。以下、
その具体例について説明する。
第２図（ａ）、（ｂ）は反射鏡ｌの表面にＳｉＣ、Ｐｔ
をそれぞれ用いた場合におけるＸ線領域の波長と入射角
に対する反射率の関係を示す図（パラメータは入射角度
）である。第２図（ａ）、（ｂ）から明らかなように、
反射鏡１０表面にＳｉＣやｐｔを用いると、Ｘ線領域の
波長１００Ａ〜４００ Ａにおいて、入射角６０°以上
で高い反射率を有する。このようなＸ線波長領域におい
て、６０°以上の入射角で高い反射率を示す材料として
は、この外に７ｋｕ、 Ｃｕ、 Ｎｉ等があυ、これら
の材料を主成分として、少なくとも反射鏡１の表面に使
用することにより、高い反射率と高い耐久力を同時に達
成することができ、本発明の反射鏡１の材料として用い
るのに適している。
をそれぞれ用いた場合におけるＸ線領域の波長と入射角
に対する反射率の関係を示す図（パラメータは入射角度
）である。第２図（ａ）、（ｂ）から明らかなように、
反射鏡１０表面にＳｉＣやｐｔを用いると、Ｘ線領域の
波長１００Ａ〜４００ Ａにおいて、入射角６０°以上
で高い反射率を有する。このようなＸ線波長領域におい
て、６０°以上の入射角で高い反射率を示す材料として
は、この外に７ｋｕ、 Ｃｕ、 Ｎｉ等があυ、これら
の材料を主成分として、少なくとも反射鏡１の表面に使
用することにより、高い反射率と高い耐久力を同時に達
成することができ、本発明の反射鏡１の材料として用い
るのに適している。
なお、上記実施例では、正８角形の光路を形成するよう
に反射鏡１を配置した場合について示しているが、入射
角が６０°以上となる配置であれば、正８角形以外の多
角形でも良い。
に反射鏡１を配置した場合について示しているが、入射
角が６０°以上となる配置であれば、正８角形以外の多
角形でも良い。
発明の効果
以上述べたように本発明によれば、電子線入射装置から
入射する電子線の方向を偏向磁石によシウィグラーの位
置で多角形の光路を形成する反射鏡により曲げた発振放
射光の方向と一致させ、つィグラーにより電子線を波状
に振動させて発振放射光を増幅させながら周回させてレ
ーザ発振することができ、このとき、上記反射鏡は入射
角が６０゜以上となるように配置しているので、Ｘ線領
域で反射率を高くすることができ、しかも、耐久性を向
上させることができる。したがって、Ｘ線領域において
、強力なレーザ発振を実現することができる。また、上
記偏向磁石が形成する周回軌道に配置された電子加速装
置により電子線を加速して電子線のエネルギーを常時補
充することができる。
入射する電子線の方向を偏向磁石によシウィグラーの位
置で多角形の光路を形成する反射鏡により曲げた発振放
射光の方向と一致させ、つィグラーにより電子線を波状
に振動させて発振放射光を増幅させながら周回させてレ
ーザ発振することができ、このとき、上記反射鏡は入射
角が６０゜以上となるように配置しているので、Ｘ線領
域で反射率を高くすることができ、しかも、耐久性を向
上させることができる。したがって、Ｘ線領域において
、強力なレーザ発振を実現することができる。また、上
記偏向磁石が形成する周回軌道に配置された電子加速装
置により電子線を加速して電子線のエネルギーを常時補
充することができる。
したがって、レーザ発振効率を向上させることができる
。
。
第１図は本発明の一実施例における自由電子レーザ装置
を示す構成図、第２図（ａ）、（ｂ）は上記実施例の反
射鏡の表面にＳｉＣ，ＰＬを用いた場合におけるＸ線領
域の波長と入射角に対する反射率の関係を示す図、第３
図は従来の自由電子レーザ装置を示す構成図である。 １・・・反射鏡、２・・・発振放射光、３・・・ウィグ
ラー４・・・偏光磁石、５・・・電子線入射装置、６・
・・電子線、７・・・電子線加速装置、９・・・出力放
射光。
を示す構成図、第２図（ａ）、（ｂ）は上記実施例の反
射鏡の表面にＳｉＣ，ＰＬを用いた場合におけるＸ線領
域の波長と入射角に対する反射率の関係を示す図、第３
図は従来の自由電子レーザ装置を示す構成図である。 １・・・反射鏡、２・・・発振放射光、３・・・ウィグ
ラー４・・・偏光磁石、５・・・電子線入射装置、６・
・・電子線、７・・・電子線加速装置、９・・・出力放
射光。
Claims (2)
- （１）入射角が６０°以上となる多角形の光路を形成す
るように配置された複数個の反射鏡と、この反射鏡の間
に配置され、電子線を波状に振動させる複数個のウィグ
ラーと、このウィグラーの間に配置され、電子線の方向
をこのウィグラーの位置で上記反射鏡により曲げられた
発振放射光の方向と一致させると共に、電子線の周回軌
道を形成する偏向磁石と、上記電子線の周回軌道に電子
線を入射する電子線入射装置と、上記電子線の周回軌道
に配置され、電子線を加速する電子線加速装置とを備え
た自由電子レーザ装置。 - （２）反射鏡の少なくとも表面がＳｉＣ、Ｐｔ、Ａｕ、
ＣｕＮｉから選ばれ、これを主成分とする材料により形
成された請求項１記載の自由電子レーザ装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2082405A JPH03280586A (ja) | 1990-03-29 | 1990-03-29 | 自由電子レーザ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2082405A JPH03280586A (ja) | 1990-03-29 | 1990-03-29 | 自由電子レーザ装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03280586A true JPH03280586A (ja) | 1991-12-11 |
Family
ID=13773683
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2082405A Pending JPH03280586A (ja) | 1990-03-29 | 1990-03-29 | 自由電子レーザ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH03280586A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5477056A (en) * | 1992-08-07 | 1995-12-19 | Hitachi, Ltd. | Circular accelerator, operation method thereof, and semiconductor irradiation system |
-
1990
- 1990-03-29 JP JP2082405A patent/JPH03280586A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5477056A (en) * | 1992-08-07 | 1995-12-19 | Hitachi, Ltd. | Circular accelerator, operation method thereof, and semiconductor irradiation system |
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