JPH0634110B2 - 楕円体面型静電ミラー及び荷電粒子の移動方向を変更する方法 - Google Patents
楕円体面型静電ミラー及び荷電粒子の移動方向を変更する方法Info
- Publication number
- JPH0634110B2 JPH0634110B2 JP1130711A JP13071189A JPH0634110B2 JP H0634110 B2 JPH0634110 B2 JP H0634110B2 JP 1130711 A JP1130711 A JP 1130711A JP 13071189 A JP13071189 A JP 13071189A JP H0634110 B2 JPH0634110 B2 JP H0634110B2
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- Japan
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- charged particles
- electrostatic mirror
- moving direction
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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の輸送技術に関し、特に、荷電粒子
の輸送経路を曲げる必要がある時に用いられる静電ミラ
ーに関する。
の輸送経路を曲げる必要がある時に用いられる静電ミラ
ーに関する。
（従来の技術） 荷電粒子を輸送する方法には、磁界を用いる方法、電界
を用いる方法、及びこれらをハイブリッドする方法あ
る。荷電粒子を輸送する上で、輸送経路を曲げる必要が
ある時、電界を用いる方法では、静電ミラーが用いられ
ている。この静電ミラーは平行平板型のメッシュ状の電
極を含む数枚の電極から構成されている。
を用いる方法、及びこれらをハイブリッドする方法あ
る。荷電粒子を輸送する上で、輸送経路を曲げる必要が
ある時、電界を用いる方法では、静電ミラーが用いられ
ている。この静電ミラーは平行平板型のメッシュ状の電
極を含む数枚の電極から構成されている。
（発明が解決しようとする課題） 従来の静電ミラーは、入射粒子の平行性及び入射粒子の
エネルギーが揃っている場合には有効である。しかし、
入射粒子の平行性がさほど良くない場合、或は入射粒子
のエネルギーが均一ではない場合、反射粒子のビームの
ばらつきが大きくなり、反射粒子のビームがかなり損失
するという欠点がある。
エネルギーが揃っている場合には有効である。しかし、
入射粒子の平行性がさほど良くない場合、或は入射粒子
のエネルギーが均一ではない場合、反射粒子のビームの
ばらつきが大きくなり、反射粒子のビームがかなり損失
するという欠点がある。
本発明は上記実情に鑑みてなされたもので、入射粒子の
平行性がさほど良くない場合、或は、入射粒子がエネル
ギー的に均一でない場合であっても反射粒子のビームの
損失の少ない静電ミラー、及び荷電粒子の移動方向変更
方法を提供することを目的とする。
平行性がさほど良くない場合、或は、入射粒子がエネル
ギー的に均一でない場合であっても反射粒子のビームの
損失の少ない静電ミラー、及び荷電粒子の移動方向変更
方法を提供することを目的とする。
（発明の構成） 上記目的を達成するため、この発明にかかる静電ミラー
は楕円体の表面に沿った形状を有し、互いに共焦点とな
るように形成された複数の電極から構成されることとし
た。
は楕円体の表面に沿った形状を有し、互いに共焦点とな
るように形成された複数の電極から構成されることとし
た。
また、上記目的を達成するため、この発明にかかる荷電
粒子の移動方向変更方法は、楕円体の表面に沿った形状
の等電位面を生々する等電位面生々工程と、前記等電位
面生々工程により生々された等電位面の窪み方向から荷
電粒子を入射し、前記等電位面を形成する電界からの力
により前記荷電粒子の移動方向を変換する工程と、より
構成されることとした。
粒子の移動方向変更方法は、楕円体の表面に沿った形状
の等電位面を生々する等電位面生々工程と、前記等電位
面生々工程により生々された等電位面の窪み方向から荷
電粒子を入射し、前記等電位面を形成する電界からの力
により前記荷電粒子の移動方向を変換する工程と、より
構成されることとした。
（作用） 本発明の静電ミラーによれば、この静電ミラーを構成す
る複数の電極に電位を与えることにより、電極間に電界
が発生し、楕円体面に沿った形状の等電位面が生成され
る。この静電ミラーの窪み方向から荷電粒子を入射する
と、荷電粒子は電界から力を受け、反射され、移動方向
が変更される。各電極の印加電圧、偏平率、焦点距離、
荷電粒子の入射方向等を調整する事により、反射荷電粒
子のビームの広がりは従来に比して小さく抑えられる。
る複数の電極に電位を与えることにより、電極間に電界
が発生し、楕円体面に沿った形状の等電位面が生成され
る。この静電ミラーの窪み方向から荷電粒子を入射する
と、荷電粒子は電界から力を受け、反射され、移動方向
が変更される。各電極の印加電圧、偏平率、焦点距離、
荷電粒子の入射方向等を調整する事により、反射荷電粒
子のビームの広がりは従来に比して小さく抑えられる。
本発明の荷電粒子の移動方向変更方法によれば、等電位
面生々工程により、楕円体面に沿った形状の等電位面が
生成される。この等電位面の窪み方向から荷電粒子を入
射すると、等電位面を形成する電界から力を受け、反射
され、移動方向が変更される。電位の傾き、等電位面の
偏平率、焦点距離、荷電粒子の入射方向等を適当に調整
する事により、反射荷電粒子ビームの広がりは比較的小
さく抑えられる。
面生々工程により、楕円体面に沿った形状の等電位面が
生成される。この等電位面の窪み方向から荷電粒子を入
射すると、等電位面を形成する電界から力を受け、反射
され、移動方向が変更される。電位の傾き、等電位面の
偏平率、焦点距離、荷電粒子の入射方向等を適当に調整
する事により、反射荷電粒子ビームの広がりは比較的小
さく抑えられる。
（実施例） 以下、図面を参照してこの発明の一実施例に係る静電ミ
ラーを説明する。
ラーを説明する。
第１図はこの実施例にかかる静電ミラーの外観構成図で
あり、第２図は第１図のII-II線での断面図である。第
１図、第２図では、楕円体の表面に沿った形状の外部電
極11と同様に楕円体の表面に沿った形状の内部電極13
が、共焦点となるように配置されている。内部電極13
は、少なくとも荷電粒子が入射する部分13Aと、荷電粒
子が反射する部分13Bが切り欠かれた形状を有し、例え
ば、メッシュ状、或はリング状のとされている。外部電
極11及び内部電極13は例えば無酸素銅等から構成され
る。
あり、第２図は第１図のII-II線での断面図である。第
１図、第２図では、楕円体の表面に沿った形状の外部電
極11と同様に楕円体の表面に沿った形状の内部電極13
が、共焦点となるように配置されている。内部電極13
は、少なくとも荷電粒子が入射する部分13Aと、荷電粒
子が反射する部分13Bが切り欠かれた形状を有し、例え
ば、メッシュ状、或はリング状のとされている。外部電
極11及び内部電極13は例えば無酸素銅等から構成され
る。
外部電極11と内部電極13は例えばメッシュ状の絶縁部材
15を介して張り合わされる。外部電極11と内部電極13間
には電源17により、例えば10kVから30kVの電圧が印加さ
れる。電圧は例えば、搬送される粒子が正に帯電してい
るばあいには、外部電極11の電位が内部電極13の電位よ
り高くなるように、搬送される粒子が負に帯電している
場合には、内部電極13の電位が外部電極11の電位より高
くなるように印加される。上記構成の静電ミラーは荷電
粒子の輸送経路の途中、輸送経路を曲げたい位置に配置
される。
15を介して張り合わされる。外部電極11と内部電極13間
には電源17により、例えば10kVから30kVの電圧が印加さ
れる。電圧は例えば、搬送される粒子が正に帯電してい
るばあいには、外部電極11の電位が内部電極13の電位よ
り高くなるように、搬送される粒子が負に帯電している
場合には、内部電極13の電位が外部電極11の電位より高
くなるように印加される。上記構成の静電ミラーは荷電
粒子の輸送経路の途中、輸送経路を曲げたい位置に配置
される。
第１図、第２図に示される静電ミラーの製造方法を説明
する。外部電極11は例えば、ＮＣ加工により形成され
る。内部電極13は同様に同一の加工を行った形にメッシ
ュ状のものをあてがい、形を作り、形成する。形成され
た外部電極11と内部電極13は絶縁部材15により固定さ
れ、第１図の静電ミラーが製造される。
する。外部電極11は例えば、ＮＣ加工により形成され
る。内部電極13は同様に同一の加工を行った形にメッシ
ュ状のものをあてがい、形を作り、形成する。形成され
た外部電極11と内部電極13は絶縁部材15により固定さ
れ、第１図の静電ミラーが製造される。
上記構成の静電ミラーの動作を説明する。外部電極11と
内部電極13間に電圧を印加する事により外部電極11と内
部電極13間に電界が発生し、外部電極11と内部電極13間
の空隙に楕円体の表面に沿った形状の等電位面が、第３
図に示されるように、形成される。
内部電極13間に電圧を印加する事により外部電極11と内
部電極13間に電界が発生し、外部電極11と内部電極13間
の空隙に楕円体の表面に沿った形状の等電位面が、第３
図に示されるように、形成される。
荷電粒子は、第３図に示されるように、静電ミラーの窪
み方向に向けて入射される。入射された荷電粒子は内部
電極13の切り欠き部13Aを通って、外部電極11と内部電
極13間の空隙内に入射する。空隙内に入射した荷電粒子
は電界（楕円体面に沿って形状の等電位面を形成する電
界）により、一定の力をうけ、反射される。反射された
荷電粒子は内部電極13の切り欠き部13Bを通って、外部
に放出される。すなわち、荷電粒子の輸送経路が曲げら
れる。
み方向に向けて入射される。入射された荷電粒子は内部
電極13の切り欠き部13Aを通って、外部電極11と内部電
極13間の空隙内に入射する。空隙内に入射した荷電粒子
は電界（楕円体面に沿って形状の等電位面を形成する電
界）により、一定の力をうけ、反射される。反射された
荷電粒子は内部電極13の切り欠き部13Bを通って、外部
に放出される。すなわち、荷電粒子の輸送経路が曲げら
れる。
外部電極11と内部電極13は楕円体面に沿う形状をし、焦
点位置が同一なので、入射ビームの平行性、及びエネル
ギーが不揃いの入射ビームに対しても、反射ビームのば
らつきが小さく、ビーム損失を減少する事ができる。特
に、電極の沿う楕円体の形状、偏平率、焦点距離、入射
ビーム（荷電粒子ビーム）の入射角度等を適当に制御す
る事により、反射ビーム損失を非常に小さく抑えること
が可能である。
点位置が同一なので、入射ビームの平行性、及びエネル
ギーが不揃いの入射ビームに対しても、反射ビームのば
らつきが小さく、ビーム損失を減少する事ができる。特
に、電極の沿う楕円体の形状、偏平率、焦点距離、入射
ビーム（荷電粒子ビーム）の入射角度等を適当に制御す
る事により、反射ビーム損失を非常に小さく抑えること
が可能である。
実験例 上記実施例の効果を確認するため、実験を行った。ま
ず、実験に使用した静電ミラーの構成を説明する。内部
電極は長半径205mm、短半径100mmの回転楕円体面に沿っ
た形状とし、外部電極は長半径217mm、短半径119mmの回
転楕円体面に沿った形状とし、これらを共焦点とした。
外部電極と内部電極間の電位差は20kVとした。
ず、実験に使用した静電ミラーの構成を説明する。内部
電極は長半径205mm、短半径100mmの回転楕円体面に沿っ
た形状とし、外部電極は長半径217mm、短半径119mmの回
転楕円体面に沿った形状とし、これらを共焦点とした。
外部電極と内部電極間の電位差は20kVとした。
上記構成の静電ミラーに、エネルギー10keV、ビームの
拡散角が約10°の陽電子ビームを入射した。
拡散角が約10°の陽電子ビームを入射した。
この結果、反射ビームの広がりは入射ビームの半径の１
倍から1.5倍の範囲に留まり、従来比較して反射ビーム
広がりはきわめて小さく抑えられた。この実験からも上
記実施例にかかる静電ミラーの有効性が確認された。
倍から1.5倍の範囲に留まり、従来比較して反射ビーム
広がりはきわめて小さく抑えられた。この実験からも上
記実施例にかかる静電ミラーの有効性が確認された。
この発明において、各電極に印加される電圧、各電極が
沿う楕円体面の形状、電極の偏平率、焦点距離等を適当
に選択できる。
沿う楕円体面の形状、電極の偏平率、焦点距離等を適当
に選択できる。
上記実施例では、電極は外部電極11と内部電極13の２つ
であったが、外部電極11と内部電極13の間に第３図に示
されるように１叉は複数（第４図では５枚）の中間電極
19を配置してもよい。中間電極19も、楕円体面に沿う形
状とされ、外部電極11及び内部電極13と共焦点に形成さ
れる。各中間電極19にはその中間電極の位置の等電位面
の電位が与えられる。中間電極19は機械的な原因（例え
ば、電極の切り欠き部の存在、電極形状の歪み、絶縁部
材15の存在）による電界の不規則性（等電位面の形状の
歪み）を抑制するために非常に有効である。なお、中間
電極19の入射ビームが通過する部分及び反射ビームが通
過する部分にも必要に応じて切り欠きが設けられる。
であったが、外部電極11と内部電極13の間に第３図に示
されるように１叉は複数（第４図では５枚）の中間電極
19を配置してもよい。中間電極19も、楕円体面に沿う形
状とされ、外部電極11及び内部電極13と共焦点に形成さ
れる。各中間電極19にはその中間電極の位置の等電位面
の電位が与えられる。中間電極19は機械的な原因（例え
ば、電極の切り欠き部の存在、電極形状の歪み、絶縁部
材15の存在）による電界の不規則性（等電位面の形状の
歪み）を抑制するために非常に有効である。なお、中間
電極19の入射ビームが通過する部分及び反射ビームが通
過する部分にも必要に応じて切り欠きが設けられる。
次に、中間電極を備える静電ミラーの具体的な応用例を
ターゲットに陽電子を衝突させる電子銃を例に、第５図
を参照して説明する。
ターゲットに陽電子を衝突させる電子銃を例に、第５図
を参照して説明する。
ＲＩ（ラジオアイソトープ）、電子線形加速器を用いた
場合にはコンバータ等の陽電子源21、及びこれから発生
する高速陽電子を低速にするためのモデレータ（低速陽
電子源22）が陽電子輸送路29の一端に配置される。陽電
子源22に隣接して低速陽電子源から放出された陽電子を
加速して輸送するための電極23が配置される。陽電子ビ
ームの直径を絞るための電界レンズ25などが輸送路29な
いに配置される。輸送路29の途中に第４図に示される構
成と同様の構成を有する静電ミラー27が配置される。静
電ミラー27を境界にして輸送路29はほぼ直角に曲がって
いる。
場合にはコンバータ等の陽電子源21、及びこれから発生
する高速陽電子を低速にするためのモデレータ（低速陽
電子源22）が陽電子輸送路29の一端に配置される。陽電
子源22に隣接して低速陽電子源から放出された陽電子を
加速して輸送するための電極23が配置される。陽電子ビ
ームの直径を絞るための電界レンズ25などが輸送路29な
いに配置される。輸送路29の途中に第４図に示される構
成と同様の構成を有する静電ミラー27が配置される。静
電ミラー27を境界にして輸送路29はほぼ直角に曲がって
いる。
次に、上記構成の電子銃としての動作を説明する。低速
陽電子源22から放出された低速陽電子は電極23により加
速され、輸送路29内を破線35で示されるように搬送され
る。搬送される陽電子は必要に応じてレンズ25等により
その直径が絞られる。陽電子のビームが静電ミラーに入
射すると、静電ミラー27により力を受け、ほぼ直角方向
に進路が変更される。進路を変更された陽電子ビームは
輸送路29内を通過し、輝度増強部を経た後、ターゲトに
導かれる。
陽電子源22から放出された低速陽電子は電極23により加
速され、輸送路29内を破線35で示されるように搬送され
る。搬送される陽電子は必要に応じてレンズ25等により
その直径が絞られる。陽電子のビームが静電ミラーに入
射すると、静電ミラー27により力を受け、ほぼ直角方向
に進路が変更される。進路を変更された陽電子ビームは
輸送路29内を通過し、輝度増強部を経た後、ターゲトに
導かれる。
静電ミラー27は第４図に示される構成を有するので、反
射ビームはさほど広がることなくターゲットに効率よく
衝突する。
射ビームはさほど広がることなくターゲットに効率よく
衝突する。
この発明は上記実施例、応用例に限定されることなく種
々の変形或は応用が可能である。例えば、静電ミラーを
構成する電極の枚数、電極が沿う楕円体の形状、電極の
偏平率、電極の焦点距離、電極間に印可される電圧、静
電ミラーへの荷電粒子ビームの入射角度等は静電ミラー
が用いられる荷電粒子輸送系の特性に合わせて適当に選
択可能である。
々の変形或は応用が可能である。例えば、静電ミラーを
構成する電極の枚数、電極が沿う楕円体の形状、電極の
偏平率、電極の焦点距離、電極間に印可される電圧、静
電ミラーへの荷電粒子ビームの入射角度等は静電ミラー
が用いられる荷電粒子輸送系の特性に合わせて適当に選
択可能である。
（発明の効果） この発明によれば、効率よく（ビームの広がりが小さ
く）入射ビームを反射でき、反射ビームの損失が少な
く、荷電粒子ビームの輸送方向を変更できる。
く）入射ビームを反射でき、反射ビームの損失が少な
く、荷電粒子ビームの輸送方向を変更できる。
第１図はこの発明の一実施例にかかる静電ミラーの外観
を示す斜視図、第２図は第１図のII-II線での断面図、
第３図は第１図、第２図の静電ミラーにより形成される
等電位面と入射荷電粒子ビームと反射荷電ビームの関係
を示す図、第４図はこの発明の他の実施例にかかる静電
ミラーの構成を示す断面図、第５図は第４図の静電ミラ
ーを応用した電子銃の構成を示す図である。 11……外部電極、13……内部電極、15……絶縁部材、17
……電源、19……中間電極、21……陽電子源、23……電
極、25……電界レンズ、27……静電ミラー、29……輸送
路。
を示す斜視図、第２図は第１図のII-II線での断面図、
第３図は第１図、第２図の静電ミラーにより形成される
等電位面と入射荷電粒子ビームと反射荷電ビームの関係
を示す図、第４図はこの発明の他の実施例にかかる静電
ミラーの構成を示す断面図、第５図は第４図の静電ミラ
ーを応用した電子銃の構成を示す図である。 11……外部電極、13……内部電極、15……絶縁部材、17
……電源、19……中間電極、21……陽電子源、23……電
極、25……電界レンズ、27……静電ミラー、29……輸送
路。
Claims (2)
- 【請求項１】楕円体の表面に沿った形状を有し、互いに
共焦点となるように形成された複数の電極から構成され
ることを特徴とする静電ミラー。 - 【請求項２】楕円体の表面に沿った形状の等電位面を生
々する等電位面生々工程と、 前記等電位面生々工程により生々された等電位面の窪み
方向から荷電粒子を入射し、前記等電位面を形成する電
界からの力により前記荷電粒子の移動方向を変換する工
程と、より構成される荷電粒子の移動方向変更方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1130711A JPH0634110B2 (ja) | 1989-05-24 | 1989-05-24 | 楕円体面型静電ミラー及び荷電粒子の移動方向を変更する方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1130711A JPH0634110B2 (ja) | 1989-05-24 | 1989-05-24 | 楕円体面型静電ミラー及び荷電粒子の移動方向を変更する方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02309300A JPH02309300A (ja) | 1990-12-25 |
| JPH0634110B2 true JPH0634110B2 (ja) | 1994-05-02 |
Family
ID=15040795
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1130711A Expired - Lifetime JPH0634110B2 (ja) | 1989-05-24 | 1989-05-24 | 楕円体面型静電ミラー及び荷電粒子の移動方向を変更する方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0634110B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP2870115A1 (de) * | 2012-07-07 | 2015-05-13 | LIMO Patentverwaltung GmbH & Co. KG | Vorrichtung zur erzeugung eines elektronenstrahls |
-
1989
- 1989-05-24 JP JP1130711A patent/JPH0634110B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH02309300A (ja) | 1990-12-25 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |