JPH0713919B2 - 放射光発生装置 - Google Patents
放射光発生装置Info
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- JPH0713919B2 JPH0713919B2 JP6120586A JP6120586A JPH0713919B2 JP H0713919 B2 JPH0713919 B2 JP H0713919B2 JP 6120586 A JP6120586 A JP 6120586A JP 6120586 A JP6120586 A JP 6120586A JP H0713919 B2 JPH0713919 B2 JP H0713919B2
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- electron beam
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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、シンクロトロン放射光を発生させる放射光
発生装置に関するものである。
発生装置に関するものである。
従来、電子ビームの偏向に常電導偏向用磁石を用いた放
射光発生装置があり、その応用について種々研究がなさ
れている。この放射光発生装置は、学術研究用としては
勿論、Ｘ線リソグラフィなどの工業用途にも応用できる
が、工業的に利用する場合、工場内への設置が可能な小
型の装置であることが不可欠の条件となる。
射光発生装置があり、その応用について種々研究がなさ
れている。この放射光発生装置は、学術研究用としては
勿論、Ｘ線リソグラフィなどの工業用途にも応用できる
が、工業的に利用する場合、工場内への設置が可能な小
型の装置であることが不可欠の条件となる。
ところが、常電導偏向用磁石を用いる限り、電子の偏向
半径に限界があるため、先の条件を満たせる程の小型化
は困難である。
半径に限界があるため、先の条件を満たせる程の小型化
は困難である。
そこで、本発明者等は、上述の問題解決に有効な超電導
偏向用磁石を特願昭60-249285号によつて提案した。こ
れは、鞍形ダイポール或いはレーストラツク形ダイポー
ルの超電導磁石が、磁場の方向と垂直な平面内で電子の
偏向方向に所定の曲率をもつて任意の角度に彎曲してい
るものであつて、小型のもので電子を屈曲角と同じ角度
に備向し得ると云う特長を備えている。
偏向用磁石を特願昭60-249285号によつて提案した。こ
れは、鞍形ダイポール或いはレーストラツク形ダイポー
ルの超電導磁石が、磁場の方向と垂直な平面内で電子の
偏向方向に所定の曲率をもつて任意の角度に彎曲してい
るものであつて、小型のもので電子を屈曲角と同じ角度
に備向し得ると云う特長を備えている。
ところが、磁力対策及び磁場の均一度の面で優れる鞍形
ダイポールを用いる場合、放射光を取出す場所が制限さ
れるため、放射光取出し口の構成によつては、小型化の
メリツトを最大限に活かしきれないと云う問題があつ
た。
ダイポールを用いる場合、放射光を取出す場所が制限さ
れるため、放射光取出し口の構成によつては、小型化の
メリツトを最大限に活かしきれないと云う問題があつ
た。
また、複数台の偏向電磁石によつて偏向された電子ビー
ムは、ストレージリングを一周して同一部に戻るため、
偏向角度は一周360°とする必要があるが、ダイポール
電磁石の偏向磁場を発生しない両端部に迄曲率を与えて
しまうと、作用の欄で詳述するように、電子ビームの設
計軌道がビームダクト中心から大きくずれてしまうた
め、少々の揺動で電子ビームがビームダクトに衝突する
と云う問題があり、従つて、それを避けるために、ビー
ムダクトの内面と設計軌道との間のクリアランスを大き
く確保しなければならず、その分、ビームダクト径が大
きくなると云う問題があつた。
ムは、ストレージリングを一周して同一部に戻るため、
偏向角度は一周360°とする必要があるが、ダイポール
電磁石の偏向磁場を発生しない両端部に迄曲率を与えて
しまうと、作用の欄で詳述するように、電子ビームの設
計軌道がビームダクト中心から大きくずれてしまうた
め、少々の揺動で電子ビームがビームダクトに衝突する
と云う問題があり、従つて、それを避けるために、ビー
ムダクトの内面と設計軌道との間のクリアランスを大き
く確保しなければならず、その分、ビームダクト径が大
きくなると云う問題があつた。
そこで、この発明は、放射光発生装置の更なる小型化を
実現できる構造を提供しようとするものである。
実現できる構造を提供しようとするものである。
この発明は、ビームダクト径の可及的な縮径を可能なら
しめるため、ビーム偏向用電磁石が、第１図に示すよう
に、矢印で示す磁場Ｂの方向に対して垂直平面に曲率の
与えられた鞍形ダイポール超電導磁石、即ち、垂直平面
内において電子ビームの偏向方向に所定の曲率で所定の
屈曲角θに彎曲せしめられた鞍形ダイポール超電導磁石
１によつて形成される放射光発生装置において、偏向磁
場を発生しない上記電磁石１の両端部を、曲率の与えら
れない直線部２となしたのである。３はビームダクト、
４はその外周に、上下に対向して跨がせた一対の鞍形コ
イルであり、上記直線部２の付設により、電磁石の両端
部において、対のコイル４、４間に、第３図をみてよく
わかるように、ビームダクト３の露出する空間部５が生
じている。第１図及び第２図の６は放射光取出し口であ
つて、その基端部は、上記空間部５の部分でビームダク
ト３に接続されている。
しめるため、ビーム偏向用電磁石が、第１図に示すよう
に、矢印で示す磁場Ｂの方向に対して垂直平面に曲率の
与えられた鞍形ダイポール超電導磁石、即ち、垂直平面
内において電子ビームの偏向方向に所定の曲率で所定の
屈曲角θに彎曲せしめられた鞍形ダイポール超電導磁石
１によつて形成される放射光発生装置において、偏向磁
場を発生しない上記電磁石１の両端部を、曲率の与えら
れない直線部２となしたのである。３はビームダクト、
４はその外周に、上下に対向して跨がせた一対の鞍形コ
イルであり、上記直線部２の付設により、電磁石の両端
部において、対のコイル４、４間に、第３図をみてよく
わかるように、ビームダクト３の露出する空間部５が生
じている。第１図及び第２図の６は放射光取出し口であ
つて、その基端部は、上記空間部５の部分でビームダク
ト３に接続されている。
なお、コイル両端の偏向磁場を与えない両端部を直線的
に形成する方法としては、コイルと同じ曲率の与えられ
るコイル線材の巻枠に、予め直線部成形面を付してお
き、この面に沿つて線材を巻回する方法と、全体に曲率
の与えられた巻枠に線材を巻回した後、直線部とする部
分のみをプレスする等して直線化する方法の２通りが考
えられるが、後者の方法は、成形圧により超電導線材に
フイラメント切れ等のダメージを与える恐れがあり、従
つて、その心配のない前者の方法が好ましい。
に形成する方法としては、コイルと同じ曲率の与えられ
るコイル線材の巻枠に、予め直線部成形面を付してお
き、この面に沿つて線材を巻回する方法と、全体に曲率
の与えられた巻枠に線材を巻回した後、直線部とする部
分のみをプレスする等して直線化する方法の２通りが考
えられるが、後者の方法は、成形圧により超電導線材に
フイラメント切れ等のダメージを与える恐れがあり、従
つて、その心配のない前者の方法が好ましい。
電磁石１の両端部を直線部とすれば、ビームダクト３の
径を最小限に迄縮径することができる。即ち、今、電子
ビームの偏向角θ＝60°と考えたときの電磁石の極端な
モデルを第４図に示す。同図の（イ）は改良前の電磁
石、（ロ）は偏向磁場を発生しないコイル両端部を直線
的に形成した本発明の電磁石であつて、ビームダクト
は、いずれも円筒と考える。（イ）の電磁石は、コイル
の両端にも曲率を与えているため、電子ビームの設計軌
道Ａからビームダクト３の外周迄の距離が、ダクト径Ｄ
の1/2以下で最も小さな値となるx1を、所定のクリアラ
ンスの加算された値に設計しなければならないが、
（ロ）の電磁石は、ビームダクト３の中心をいずれの位
置においても設計軌道Ａ上におくことができる（x1より
も大きな数値のx2をD/2に保てる）ので、電子ビームの
揺動に対しては最小のクリアランスをみておけばよく、
ダクト径は、（ロ）の方が小さくて済む。
径を最小限に迄縮径することができる。即ち、今、電子
ビームの偏向角θ＝60°と考えたときの電磁石の極端な
モデルを第４図に示す。同図の（イ）は改良前の電磁
石、（ロ）は偏向磁場を発生しないコイル両端部を直線
的に形成した本発明の電磁石であつて、ビームダクト
は、いずれも円筒と考える。（イ）の電磁石は、コイル
の両端にも曲率を与えているため、電子ビームの設計軌
道Ａからビームダクト３の外周迄の距離が、ダクト径Ｄ
の1/2以下で最も小さな値となるx1を、所定のクリアラ
ンスの加算された値に設計しなければならないが、
（ロ）の電磁石は、ビームダクト３の中心をいずれの位
置においても設計軌道Ａ上におくことができる（x1より
も大きな数値のx2をD/2に保てる）ので、電子ビームの
揺動に対しては最小のクリアランスをみておけばよく、
ダクト径は、（ロ）の方が小さくて済む。
また、放射光発生装置では、電子入射のコントロール、
軌道制御、電子に対する加速エネルギーの付与、電子の
集束等を行うために、偏向電磁石間に直線の電子ビーム
軌道を設けるが、この直線軌道が長いと装置全体が大き
くなつてしまう。従つて、装置の更なる小型化のために
は直線軌道を極力短縮することが極めて重要である。と
ころが、一般的な鞍形ダイポールの場合、ビームダクト
に対向して跨がつた対のコイルの両端部間に余剰空間が
ないため、コイル部以外のところから放射光を取出さざ
るを得ず、直線軌道の短縮が困難である。
軌道制御、電子に対する加速エネルギーの付与、電子の
集束等を行うために、偏向電磁石間に直線の電子ビーム
軌道を設けるが、この直線軌道が長いと装置全体が大き
くなつてしまう。従つて、装置の更なる小型化のために
は直線軌道を極力短縮することが極めて重要である。と
ころが、一般的な鞍形ダイポールの場合、ビームダクト
に対向して跨がつた対のコイルの両端部間に余剰空間が
ないため、コイル部以外のところから放射光を取出さざ
るを得ず、直線軌道の短縮が困難である。
しかるに、本発明の装置では、対のコイル間に上述した
空間部５が生じているため、この部分から放射光を取出
すことができ、放射光取出し口６がコイル側に移動した
分、直線軌道を短かくして装置の小型化を計ることがで
きる。
空間部５が生じているため、この部分から放射光を取出
すことができ、放射光取出し口６がコイル側に移動した
分、直線軌道を短かくして装置の小型化を計ることがで
きる。
第５図に、この発明に係る放射光発生装置の実施例を示
す。この装置は、偏向角θ＝90°の超電導磁石１をほゞ
四角形をなす電子ビーム軌道Ａの各コーナ部に計４台配
置したものである。偏向用電磁石１は、第１図乃至第３
図に述べた通りの構成のものを、コイルと同一方向に彎
曲させた周知の構造のクライオスタツト７内に収めた構
造であり、放射光取出し口６はクライオスタツトの外部
に引き出されている。
す。この装置は、偏向角θ＝90°の超電導磁石１をほゞ
四角形をなす電子ビーム軌道Ａの各コーナ部に計４台配
置したものである。偏向用電磁石１は、第１図乃至第３
図に述べた通りの構成のものを、コイルと同一方向に彎
曲させた周知の構造のクライオスタツト７内に収めた構
造であり、放射光取出し口６はクライオスタツトの外部
に引き出されている。
隣り合う電磁石１、１間の電子ビーム軌道Ａは直線にな
つており、そこには、電子ビームの入射をコントロール
するインフレクタ11、電子の軌道制御系であるパータベ
ータ12、電子に加速エネルギーを与えるRF（高周波）空
洞13、電子の集束を行うＱ磁石（Quad-pole磁石）14の
ほか、図示しないアンジユレータやウイグラなどの装置
が設けられている。
つており、そこには、電子ビームの入射をコントロール
するインフレクタ11、電子の軌道制御系であるパータベ
ータ12、電子に加速エネルギーを与えるRF（高周波）空
洞13、電子の集束を行うＱ磁石（Quad-pole磁石）14の
ほか、図示しないアンジユレータやウイグラなどの装置
が設けられている。
この装置は、上述したように、偏向用電磁石の両端部の
工夫により、電磁石１自体がビームダクト３の径を縮小
して小型化されており、また、電子ビーム軌道Ａの直線
部も、放射光取出し口６の電磁石１の直線部に対する設
置により、必要最小限に短縮されている。従つて、今ま
での装置に比較してより小型になつており、設置スペー
ス面での使用制限が大巾に緩和される。
工夫により、電磁石１自体がビームダクト３の径を縮小
して小型化されており、また、電子ビーム軌道Ａの直線
部も、放射光取出し口６の電磁石１の直線部に対する設
置により、必要最小限に短縮されている。従つて、今ま
での装置に比較してより小型になつており、設置スペー
ス面での使用制限が大巾に緩和される。
なお、RF空洞13は、ストレージリング内に少なくとも１
個所あればよい。また、Ｑ磁石14も、８個の例を図示し
たが、その数は特に限定されない。
個所あればよい。また、Ｑ磁石14も、８個の例を図示し
たが、その数は特に限定されない。
さらに、放射光取出し口６は、図のように、各々の偏向
用電磁石に設けるのが一般的であるが、少なくとも１台
の偏向用電磁石に設ければよく、逆に、１台の偏向用電
磁石にその複数個を設けてもよい。
用電磁石に設けるのが一般的であるが、少なくとも１台
の偏向用電磁石に設ければよく、逆に、１台の偏向用電
磁石にその複数個を設けてもよい。
以上述べたように、この発明は、磁場の方向に対して垂
直平面に曲率の与えられた鞍形ダイポールの超電導偏向
磁石の形状を工夫して、即ち、その電磁石の偏向磁場を
発生しない両端部に直線部を設けて電子ビーム軌道上に
ビームダクト中心を一致させるようにしたので、ビーム
ダクト径を最小限に小さくすることができる。
直平面に曲率の与えられた鞍形ダイポールの超電導偏向
磁石の形状を工夫して、即ち、その電磁石の偏向磁場を
発生しない両端部に直線部を設けて電子ビーム軌道上に
ビームダクト中心を一致させるようにしたので、ビーム
ダクト径を最小限に小さくすることができる。
また、上記直線部においては、上下に対向した対の鞍形
コイル間に放射光を取出すことの可能な空間部が生じて
おり、そこに、放射光取出し口を設けることでスペース
の有効利用が計れるために、電子ビーム軌道の直線部を
短縮することも可能になる。
コイル間に放射光を取出すことの可能な空間部が生じて
おり、そこに、放射光取出し口を設けることでスペース
の有効利用が計れるために、電子ビーム軌道の直線部を
短縮することも可能になる。
従つて、この発明によれば、寸法の縮小化がほゞ極限に
達した小型の放射光発生装置を実現でき、装置の工業用
途等への応用が可能になる。
達した小型の放射光発生装置を実現でき、装置の工業用
途等への応用が可能になる。
第１図は、この発明の装置に用いる鞍形ダイポール超電
導偏向磁石の具体的な一例を示す斜視図、第２図はその
平面図、第３図は部分側面図、第４図は全体に曲率を与
えた電磁石（イ）と、この発明の電磁石（ロ）をモデル
化して示した平面図、第５図はこの発明の放射光発生装
置の全体構成を例示した平面線図である。 １……鞍形ダイポール超電磁石、２……直線部、３……
ビームダクト、４……鞍形コイル、５……空間部、６…
…放射光取出し口、７……クライオスタツト、11……イ
ンフレクタ、12……パータベータ、13……RF空洞、14…
…Ｑ磁石
導偏向磁石の具体的な一例を示す斜視図、第２図はその
平面図、第３図は部分側面図、第４図は全体に曲率を与
えた電磁石（イ）と、この発明の電磁石（ロ）をモデル
化して示した平面図、第５図はこの発明の放射光発生装
置の全体構成を例示した平面線図である。 １……鞍形ダイポール超電磁石、２……直線部、３……
ビームダクト、４……鞍形コイル、５……空間部、６…
…放射光取出し口、７……クライオスタツト、11……イ
ンフレクタ、12……パータベータ、13……RF空洞、14…
…Ｑ磁石
Claims (2)
- 【請求項１】電子ビームのストレージリング軌道上に配
置される複数台のビーム偏向用電磁石が、磁場の方向に
対して垂直平面に曲率の与えられた鞍形ダイポール超電
導磁石によつて形成され、かつ、その電磁石の少なくと
も１台は放射光取出し口を備えている放射光発生装置に
おいて、偏向磁場を発生しない上記ダイポール電磁石の
両端部を直線部となしたことを特徴とする放射光発生装
置。 - 【請求項２】上記放射光取出し口を、上記ダイポール電
磁石の直線部に設けたことを特徴とする特許請求の範囲
第（１）項記載の放射光発生装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6120586A JPH0713919B2 (ja) | 1986-03-17 | 1986-03-17 | 放射光発生装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6120586A JPH0713919B2 (ja) | 1986-03-17 | 1986-03-17 | 放射光発生装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62216200A JPS62216200A (ja) | 1987-09-22 |
| JPH0713919B2 true JPH0713919B2 (ja) | 1995-02-15 |
Family
ID=13164451
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6120586A Expired - Fee Related JPH0713919B2 (ja) | 1986-03-17 | 1986-03-17 | 放射光発生装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0713919B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2511991B2 (ja) * | 1987-07-22 | 1996-07-03 | 株式会社日立製作所 | シンクロトロン放射光発生装置 |
-
1986
- 1986-03-17 JP JP6120586A patent/JPH0713919B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS62216200A (ja) | 1987-09-22 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |