JPH08160148A - 荷電ビームの電流モニターおよび荷電ビーム電流の測定方法 - Google Patents
荷電ビームの電流モニターおよび荷電ビーム電流の測定方法Info
- Publication number
- JPH08160148A JPH08160148A JP6299358A JP29935894A JPH08160148A JP H08160148 A JPH08160148 A JP H08160148A JP 6299358 A JP6299358 A JP 6299358A JP 29935894 A JP29935894 A JP 29935894A JP H08160148 A JPH08160148 A JP H08160148A
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- Japan
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- current
- electrode
- beam current
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- Pending
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- Measuring Instrument Details And Bridges, And Automatic Balancing Devices (AREA)
- Measurement Of Radiation (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 ピコＨｚ程度の高周波領域の荷電ビーム電流
を測定する。 【構成】 環状または筒状の導体電極２が、パルス状の
荷電ビームが走行する走行管１に、走行管と電気的に絶
縁して設けられ、かつ、電荷量測定手段５と接続されて
いる。静電誘導により導体電極２の表面に現れる、荷電
ビームの電流量に応じた量の誘導電荷を直接測定する。
ピコＨｚ程度以上の高周波領域の荷電ビームの電流測定
が可能となる。
を測定する。 【構成】 環状または筒状の導体電極２が、パルス状の
荷電ビームが走行する走行管１に、走行管と電気的に絶
縁して設けられ、かつ、電荷量測定手段５と接続されて
いる。静電誘導により導体電極２の表面に現れる、荷電
ビームの電流量に応じた量の誘導電荷を直接測定する。
ピコＨｚ程度以上の高周波領域の荷電ビームの電流測定
が可能となる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、パルス状の荷電ビーム
の電流モニターに関し、さらに詳しくは、ピコ秒程度以
上の高周波領域の荷電ビームの電流を測定する電流モニ
ターに関する。
の電流モニターに関し、さらに詳しくは、ピコ秒程度以
上の高周波領域の荷電ビームの電流を測定する電流モニ
ターに関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、蓄積リングに蓄積されるような高
周波領域の、パルス状荷電ビームの電流は、変調型電流
トランス（ＤＣＣＴ）を用いて測定されていた。これ
は、交流励磁電流により２つの磁性体コアを飽和させ、
両方のコアの不均衡をコアに巻いた検出コイルにより検
出し、磁性体コアの平衡を保つように直流補償（ＮＦ）
電流を流し、ＮＦ電流計から間接的に荷電ビーム電流を
読み取るものである。ＤＣＣＴを用いれば、バンチの幅
が１ｎｓ以下、周波数が数百ＭＨｚ程度までの荷電ビー
ム電流を測定することができる。しかし、ＤＣＣＴは、
電磁誘導により間接的に荷電ビーム電流を測定するた
め、磁気能率などの磁性体の周波数特性や、回路に用い
るコイルの応答特性などによる応答速度の限界があっ
た。このため、ＤＣＣＴではピコＨｚ程度以上の高周波
領域の荷電ビームの電流を測定できなかった。
周波領域の、パルス状荷電ビームの電流は、変調型電流
トランス（ＤＣＣＴ）を用いて測定されていた。これ
は、交流励磁電流により２つの磁性体コアを飽和させ、
両方のコアの不均衡をコアに巻いた検出コイルにより検
出し、磁性体コアの平衡を保つように直流補償（ＮＦ）
電流を流し、ＮＦ電流計から間接的に荷電ビーム電流を
読み取るものである。ＤＣＣＴを用いれば、バンチの幅
が１ｎｓ以下、周波数が数百ＭＨｚ程度までの荷電ビー
ム電流を測定することができる。しかし、ＤＣＣＴは、
電磁誘導により間接的に荷電ビーム電流を測定するた
め、磁気能率などの磁性体の周波数特性や、回路に用い
るコイルの応答特性などによる応答速度の限界があっ
た。このため、ＤＣＣＴではピコＨｚ程度以上の高周波
領域の荷電ビームの電流を測定できなかった。
【０００３】一方、パルス状の荷電ビームの走行管内で
の位置は、ボタン状の金属を用いたボタンモニターによ
り測定していた。ボタンモニターにおいては、走行管と
電気的に絶縁された４つのボタン状電極が、走行管内壁
の周方向に等間隔で配置される。荷電ビームが走行する
と、静電誘導により各々のボタン状電極に電荷が蓄積さ
れる。蓄積電荷量は、荷電ビームの電流値、および各々
のボタン状電極から荷電ビームまでの距離により異な
る。荷電ビームの位置は、それぞれの電極に蓄積された
電荷量の相対値から求めることができる。しかし、荷電
ビームの電流値は、電極に蓄積される電荷量が、荷電ビ
ームの位置に依存するために、測定することができなか
った。
の位置は、ボタン状の金属を用いたボタンモニターによ
り測定していた。ボタンモニターにおいては、走行管と
電気的に絶縁された４つのボタン状電極が、走行管内壁
の周方向に等間隔で配置される。荷電ビームが走行する
と、静電誘導により各々のボタン状電極に電荷が蓄積さ
れる。蓄積電荷量は、荷電ビームの電流値、および各々
のボタン状電極から荷電ビームまでの距離により異な
る。荷電ビームの位置は、それぞれの電極に蓄積された
電荷量の相対値から求めることができる。しかし、荷電
ビームの電流値は、電極に蓄積される電荷量が、荷電ビ
ームの位置に依存するために、測定することができなか
った。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、従来の電流
トランス（ＤＣＣＴ）やボタンモニターでは測定するこ
とのできない、ピコＨｚ程度以上の高周波領域の荷電ビ
ームの電流値を測定できる、荷電ビームの電流モニター
および荷電ビームの電流測定方法を提供することを目的
とする。
トランス（ＤＣＣＴ）やボタンモニターでは測定するこ
とのできない、ピコＨｚ程度以上の高周波領域の荷電ビ
ームの電流値を測定できる、荷電ビームの電流モニター
および荷電ビームの電流測定方法を提供することを目的
とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明は、前記の課題を
解決するために、荷電ビームを囲む環状、筒状またはコ
イル状の導体電極２が、パルス状の荷電ビームが走行す
る走行管１に、走行管と電気的に絶縁して設けられ、か
つ、電荷量測定手段５と接続されていることを特徴とす
る、荷電ビームの電流モニターを提供する。この電流モ
ニターにおいて、電極２を複数設けても良い。また、本
発明は、環状または筒状の導体電極２を、パルス状の荷
電ビームが走行する走行管１に設け、荷電ビームを電極
２の内側の任意の位置で通過せしめ、電極２の電荷量を
電荷量測定手段５により測定することを特徴とする、荷
電ビーム電流の測定方法を提供する。
解決するために、荷電ビームを囲む環状、筒状またはコ
イル状の導体電極２が、パルス状の荷電ビームが走行す
る走行管１に、走行管と電気的に絶縁して設けられ、か
つ、電荷量測定手段５と接続されていることを特徴とす
る、荷電ビームの電流モニターを提供する。この電流モ
ニターにおいて、電極２を複数設けても良い。また、本
発明は、環状または筒状の導体電極２を、パルス状の荷
電ビームが走行する走行管１に設け、荷電ビームを電極
２の内側の任意の位置で通過せしめ、電極２の電荷量を
電荷量測定手段５により測定することを特徴とする、荷
電ビーム電流の測定方法を提供する。
【０００６】
【作用と実施態様例】本発明について、実施態様例を交
え、図面を参照しつつ具体的に説明する。図１は、本発
明の荷電ビームの電流モニターの一実施態様例であり、
走行管の軸に垂直な横断面の模式図である。本発明者ら
は、前記の目的を達成するために、従来のＤＣＣＴにお
ける周波数特性や応答特性を勘案する必要をなくするこ
と、およびボタンモニターにおける走行管中の荷電ビー
ムの位置依存性をなくするように工夫した結果、本発明
に到達した。本発明に係る電流モニターに用いる電極２
の材質は、静電誘導により電極に誘導電荷が現れる導体
であれば、とくに限定されない。例えば無酸素銅は、抵
抗が少なく、またアウトガスも少ないので、超高真空下
での使用に適している。本発明においては、電極２の表
面に誘導される電荷量を直接に測定する。電流モニター
の応答速度を大幅に向上させるためである。従って、従
来測定できなかった高周波領域、例えばピコＨｚ程度以
上の周波数領域、の荷電ビームの電流を測定できる。
え、図面を参照しつつ具体的に説明する。図１は、本発
明の荷電ビームの電流モニターの一実施態様例であり、
走行管の軸に垂直な横断面の模式図である。本発明者ら
は、前記の目的を達成するために、従来のＤＣＣＴにお
ける周波数特性や応答特性を勘案する必要をなくするこ
と、およびボタンモニターにおける走行管中の荷電ビー
ムの位置依存性をなくするように工夫した結果、本発明
に到達した。本発明に係る電流モニターに用いる電極２
の材質は、静電誘導により電極に誘導電荷が現れる導体
であれば、とくに限定されない。例えば無酸素銅は、抵
抗が少なく、またアウトガスも少ないので、超高真空下
での使用に適している。本発明においては、電極２の表
面に誘導される電荷量を直接に測定する。電流モニター
の応答速度を大幅に向上させるためである。従って、従
来測定できなかった高周波領域、例えばピコＨｚ程度以
上の周波数領域、の荷電ビームの電流を測定できる。
【０００７】導体電極２の形状は、走行する荷電ビーム
を囲む、環状または筒状である。荷電ビームが電極２の
内側を通過すれば、通過する位置を問わず、荷電ビーム
の電流量に応じた量の誘導電荷が、電極２の表面に現れ
るからである。電極２は、実質的に荷電ビームの電流量
に比例する量の電荷が、電極の表面に誘導される形状で
あれば足りる。環状電極の個数は１個に限られず複数個
取付けても、コイル状にしても、また、円筒状電極の長
さを大きくしても良い。誘導電荷が増加し、測定が容易
となるからである。また、電極２の内側の輪郭を、走行
管１の内壁の輪郭と一致させることが好ましい。電界の
集中をなくするためである。
を囲む、環状または筒状である。荷電ビームが電極２の
内側を通過すれば、通過する位置を問わず、荷電ビーム
の電流量に応じた量の誘導電荷が、電極２の表面に現れ
るからである。電極２は、実質的に荷電ビームの電流量
に比例する量の電荷が、電極の表面に誘導される形状で
あれば足りる。環状電極の個数は１個に限られず複数個
取付けても、コイル状にしても、また、円筒状電極の長
さを大きくしても良い。誘導電荷が増加し、測定が容易
となるからである。また、電極２の内側の輪郭を、走行
管１の内壁の輪郭と一致させることが好ましい。電界の
集中をなくするためである。
【０００８】導体電極２は、セラミックなどの絶縁体６
を用い、走行管１とは電気的に絶縁されて取付けられて
いる。導体電極２の外側には出力端子３が接続されてい
る。電極２の表面に現れた誘導電荷は、電気信号として
出力端子３からケーブル４を介し、走行管外部の電荷量
測定手段５に送られる。用いるケーブルの種類はとくに
限定されないが、同軸ケーブルは高周波における伝送損
失が少ないので好ましい。電荷量測定手段５は、誘導電
荷の電荷量を測定する作用を有し、一例として、電圧計
を挙げることができる。例えば、同軸ケーブルの外部導
体を走行管に接続し、中心導体を出力端子３として用い
れば、走行管を基準とする電極２の電位を測定すること
ができる。測定した電位の値から荷電ビームの電流を求
めるには、予め、電流値が既知の参照用荷電ビームを走
行させて電圧を測定し、電流値と電圧値との関係を求め
ておく。求めた関係を用れば、測定した電位の値から荷
電ビームの電流値を求めることができる。
を用い、走行管１とは電気的に絶縁されて取付けられて
いる。導体電極２の外側には出力端子３が接続されてい
る。電極２の表面に現れた誘導電荷は、電気信号として
出力端子３からケーブル４を介し、走行管外部の電荷量
測定手段５に送られる。用いるケーブルの種類はとくに
限定されないが、同軸ケーブルは高周波における伝送損
失が少ないので好ましい。電荷量測定手段５は、誘導電
荷の電荷量を測定する作用を有し、一例として、電圧計
を挙げることができる。例えば、同軸ケーブルの外部導
体を走行管に接続し、中心導体を出力端子３として用い
れば、走行管を基準とする電極２の電位を測定すること
ができる。測定した電位の値から荷電ビームの電流を求
めるには、予め、電流値が既知の参照用荷電ビームを走
行させて電圧を測定し、電流値と電圧値との関係を求め
ておく。求めた関係を用れば、測定した電位の値から荷
電ビームの電流値を求めることができる。
【０００９】
【発明の効果】本発明の荷電ビームの電流モニターは、
電極の材料として金属などの導体を用いることにより、
静電誘導により電極の表面に誘導電荷を生じさせること
ができる。誘導された電荷量を直接測定でき、電磁誘導
により生じる誘導電流から間接的に電流値を求める必要
がない。従って、応答速度が格段に早くなり、ピコＨｚ
程度以上の高周波領域の荷電ビームの電流も容易に測定
することができる。また、荷電ビームの走行管に、環状
または筒状の電極を、荷電ビームを囲むように取付ける
ことにより、電流量に応じた量の誘導電荷が電極に現れ
る。従って、走行管中の荷電ビームの位置に依存するこ
となく、電流を測定することができる。
電極の材料として金属などの導体を用いることにより、
静電誘導により電極の表面に誘導電荷を生じさせること
ができる。誘導された電荷量を直接測定でき、電磁誘導
により生じる誘導電流から間接的に電流値を求める必要
がない。従って、応答速度が格段に早くなり、ピコＨｚ
程度以上の高周波領域の荷電ビームの電流も容易に測定
することができる。また、荷電ビームの走行管に、環状
または筒状の電極を、荷電ビームを囲むように取付ける
ことにより、電流量に応じた量の誘導電荷が電極に現れ
る。従って、走行管中の荷電ビームの位置に依存するこ
となく、電流を測定することができる。
【図１】 本発明に係る荷電ビームの電流モニターの一
実施態様例（走行管の軸に垂直な横断面模式図）
実施態様例（走行管の軸に垂直な横断面模式図）
１：走行管 ２：導体電極 ３：出力端子 ４：
ケーブル ５：電荷量測定手段 ６：絶縁体
ケーブル ５：電荷量測定手段 ６：絶縁体
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 古賀 昭彦 大阪府枚方市大字津田4547番44号 株式会 社自由電子レーザ研究所内 (72)発明者 冨増 多喜夫 大阪府枚方市大字津田4547番44号 株式会 社自由電子レーザ研究所内
Claims (3)
- 【請求項１】荷電ビームを囲む環状または筒状の導体電
極２が、パルス状の荷電ビームが走行する走行管１に、
走行管と電気的に絶縁して設けられ、かつ、電荷量測定
手段５と接続されていることを特徴とする、荷電ビーム
の電流モニター。 - 【請求項２】複数の環状または筒状の導体電極２が、走
行管１に設けられていることを特徴とする、請求項１に
記載の荷電ビームの電流モニター。 - 【請求項３】環状または筒状の導体電極２を、パルス状
の荷電ビームが走行する走行管１に設け、 荷電ビームを、電極２の内側の任意の位置で通過せし
め、 電極２の電荷量を、電荷量測定手段５により測定する、
ことを特徴とする、荷電ビーム電流の測定方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6299358A JPH08160148A (ja) | 1994-12-02 | 1994-12-02 | 荷電ビームの電流モニターおよび荷電ビーム電流の測定方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6299358A JPH08160148A (ja) | 1994-12-02 | 1994-12-02 | 荷電ビームの電流モニターおよび荷電ビーム電流の測定方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08160148A true JPH08160148A (ja) | 1996-06-21 |
Family
ID=17871527
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6299358A Pending JPH08160148A (ja) | 1994-12-02 | 1994-12-02 | 荷電ビームの電流モニターおよび荷電ビーム電流の測定方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08160148A (ja) |
-
1994
- 1994-12-02 JP JP6299358A patent/JPH08160148A/ja active Pending
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