JPH08213199A - シンクロトロン放射における挿入光源 - Google Patents
シンクロトロン放射における挿入光源Info
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- JPH08213199A JPH08213199A JP7015752A JP1575295A JPH08213199A JP H08213199 A JPH08213199 A JP H08213199A JP 7015752 A JP7015752 A JP 7015752A JP 1575295 A JP1575295 A JP 1575295A JP H08213199 A JPH08213199 A JP H08213199A
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- H05H7/04—Magnet systems, e.g. undulators, wigglers; Energisation thereof
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- Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 強力な直線偏光を発生させることができ、か
つ高調波の発生が少なく、これにより、利用しない波長
領域の光のヒートロードによる光学素子の消耗を低減す
ることができるシンクロトロン放射における挿入光源を
提供する。 【構成】 円形加速器の偏向磁石間の直線部分に挿入さ
れ、複数の磁石１１を極性Ｎ，Ｓを交換しつつ電子ビー
ム９の軸線Ｚに沿って直線状に配列された水平アンジュ
レータ１０及び垂直アンジュレータ１２とからなる。ア
ンジュレータ１０、１２は、発生する磁場が交互に直交
しかついずれか一方のアンジュレータによる磁場の１周
期毎に他方のアンジュレータによる磁場が反転するよう
に、軸線を中心に交互に直交し、かつ軸線方向にずらし
て配置されている。例えば垂直アンジュレータの周期長
が水平アンジュレータの周期長の２倍に設定され、これ
により、電子ビームの軸線方向からみて８の字状に電子
ビームが交互に正逆回転する。
つ高調波の発生が少なく、これにより、利用しない波長
領域の光のヒートロードによる光学素子の消耗を低減す
ることができるシンクロトロン放射における挿入光源を
提供する。 【構成】 円形加速器の偏向磁石間の直線部分に挿入さ
れ、複数の磁石１１を極性Ｎ，Ｓを交換しつつ電子ビー
ム９の軸線Ｚに沿って直線状に配列された水平アンジュ
レータ１０及び垂直アンジュレータ１２とからなる。ア
ンジュレータ１０、１２は、発生する磁場が交互に直交
しかついずれか一方のアンジュレータによる磁場の１周
期毎に他方のアンジュレータによる磁場が反転するよう
に、軸線を中心に交互に直交し、かつ軸線方向にずらし
て配置されている。例えば垂直アンジュレータの周期長
が水平アンジュレータの周期長の２倍に設定され、これ
により、電子ビームの軸線方向からみて８の字状に電子
ビームが交互に正逆回転する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、シンクロトロン放射に
おける挿入光源に係わり、更に詳しくは、高エネルギー
電子を周期場の中で運動させて指向性の高い偏光を発生
させるアンジュレータに関する。
おける挿入光源に係わり、更に詳しくは、高エネルギー
電子を周期場の中で運動させて指向性の高い偏光を発生
させるアンジュレータに関する。
【０００２】
【従来の技術】放射光は、円形加速器の中をほぼ光速で
まわる電子から強い電磁波が接線方向に放射されること
から、１９４０年代に発見された一種の光であり、図６
に模式的に示す大型放射光設備により発生させることが
できる。図６において、１は電子銃、２は線型加速器、
３はシンクロトロン、４は蓄積リング、５はビームライ
ン、６は放射光実験機器であり、電子銃１で電子を打ち
出し、線型加速器２で電子７を加速して（例えば１Ｇｅ
Ｖまで）シンクロトロン３に送り、シンクロトロン３で
高周波を使って電子を更に加速して（例えば８ＧｅＶま
で）蓄積リング４に送り、円形の加速器である蓄積リン
グ４で高周波加速装置を用いて電子を高エネルギー（例
えば８ＧｅＶ）に保持したまま、リング内を高速で回転
させ、軌道変化の際に発生する放射光８をビームライン
５を介して放射光実験機器６に導くようになっている。
蓄積リング４（円形加速器）は、例えば周長約１５００
ｍの大型設備であり、ビームライン５の長さも放射光８
の用途により、例えば８０ｍ程度から１０００ｍ程度ま
でが用いられる。
まわる電子から強い電磁波が接線方向に放射されること
から、１９４０年代に発見された一種の光であり、図６
に模式的に示す大型放射光設備により発生させることが
できる。図６において、１は電子銃、２は線型加速器、
３はシンクロトロン、４は蓄積リング、５はビームライ
ン、６は放射光実験機器であり、電子銃１で電子を打ち
出し、線型加速器２で電子７を加速して（例えば１Ｇｅ
Ｖまで）シンクロトロン３に送り、シンクロトロン３で
高周波を使って電子を更に加速して（例えば８ＧｅＶま
で）蓄積リング４に送り、円形の加速器である蓄積リン
グ４で高周波加速装置を用いて電子を高エネルギー（例
えば８ＧｅＶ）に保持したまま、リング内を高速で回転
させ、軌道変化の際に発生する放射光８をビームライン
５を介して放射光実験機器６に導くようになっている。
蓄積リング４（円形加速器）は、例えば周長約１５００
ｍの大型設備であり、ビームライン５の長さも放射光８
の用途により、例えば８０ｍ程度から１０００ｍ程度ま
でが用いられる。
【０００３】かかる放射光（シンクロトロン放射光）
は、可視光線よりも波長が長い赤外線から、波長が短い
紫外線、軟Ｘ線、硬Ｘ線までの広範囲の波長領域をも
つ、強い光の集まりであり、かつ強い指向性を有する特
徴がある。この放射光は、従来から科学者にとって「夢
の光」と呼ばれ、物質の構造・物性の研究（結晶の原
子配列、超伝導材料の構造等）、動的状態の構造・機
能の研究（結晶の成長過程、化学反応プロセス等）、
ライフサイエンス・バイオテクノロジーの研究、材料
開発（格子欠陥、不純物の検出）、医療応用（がんの
診断等）、等に利用することができる。
は、可視光線よりも波長が長い赤外線から、波長が短い
紫外線、軟Ｘ線、硬Ｘ線までの広範囲の波長領域をも
つ、強い光の集まりであり、かつ強い指向性を有する特
徴がある。この放射光は、従来から科学者にとって「夢
の光」と呼ばれ、物質の構造・物性の研究（結晶の原
子配列、超伝導材料の構造等）、動的状態の構造・機
能の研究（結晶の成長過程、化学反応プロセス等）、
ライフサイエンス・バイオテクノロジーの研究、材料
開発（格子欠陥、不純物の検出）、医療応用（がんの
診断等）、等に利用することができる。
【０００４】上述した放射光は、他の光源では得難い真
空紫外（波長約２０００Å以下）からＸ線（波長約１Å
前後）の領域で極めて強力な光源であり、以下のような
利点を有している。 電子エネルギーが充分高ければ、Ｘ線より遠赤外線
に至る広大な波長領域において連続的な強度分布を示
す。従って、分光器を用いて任意の波長の光が得られ
る。 相対論的効果により電子ビームの進行方向に鋭い指
向性を持つので実用的な光強度が高い。 直線偏光性が著しく、その振動面は電子ビームの軌
道面に平行である。ただし、軌道面に対して傾いた角度
で光を受けると楕円偏光となる。
空紫外（波長約２０００Å以下）からＸ線（波長約１Å
前後）の領域で極めて強力な光源であり、以下のような
利点を有している。 電子エネルギーが充分高ければ、Ｘ線より遠赤外線
に至る広大な波長領域において連続的な強度分布を示
す。従って、分光器を用いて任意の波長の光が得られ
る。 相対論的効果により電子ビームの進行方向に鋭い指
向性を持つので実用的な光強度が高い。 直線偏光性が著しく、その振動面は電子ビームの軌
道面に平行である。ただし、軌道面に対して傾いた角度
で光を受けると楕円偏光となる。
【０００５】しかし、放射光の利用がすすむにつれ、以
下の欠点があることが明らかになった。 その光強度があまりにも広い波長領域に分布してい
るため、分光後の光には無視できない量の高次光と迷光
が含まれてしまうと同時に、利用しない波長領域の光に
よって光学素子の消耗を招く。 その指向性が、３次元的指向性をもつＸ線管等に比
べてかなり良いとはいえ、１次元的指向性をもつレーザ
ー光程は鋭くない。
下の欠点があることが明らかになった。 その光強度があまりにも広い波長領域に分布してい
るため、分光後の光には無視できない量の高次光と迷光
が含まれてしまうと同時に、利用しない波長領域の光に
よって光学素子の消耗を招く。 その指向性が、３次元的指向性をもつＸ線管等に比
べてかなり良いとはいえ、１次元的指向性をもつレーザ
ー光程は鋭くない。
【０００６】そのため、図６の設備を更に詳しく示す図
７に示すように、アンジュレータ(undulator) と呼ばれ
る挿入光源が、研究開発され、蓄積リング（円形加速
器）の偏向磁石間の直線部分に挿入して指向性が良好な
単色の放射光を発生させるようになっている。かかるア
ンジュレータについては、種々の文献、例えば、「放射
光ユーザーのための光源論」（１９８９年、日本放射光
学会第２回講習会予稿集）、「高輝度放射光の技術」
（日本物理学会誌 Vol.44,No.8,1989 ）、等に発表され
ている。
７に示すように、アンジュレータ(undulator) と呼ばれ
る挿入光源が、研究開発され、蓄積リング（円形加速
器）の偏向磁石間の直線部分に挿入して指向性が良好な
単色の放射光を発生させるようになっている。かかるア
ンジュレータについては、種々の文献、例えば、「放射
光ユーザーのための光源論」（１９８９年、日本放射光
学会第２回講習会予稿集）、「高輝度放射光の技術」
（日本物理学会誌 Vol.44,No.8,1989 ）、等に発表され
ている。
【０００７】アンジュレータには、図８（Ａ）に示すよ
うな多数のマグネットを極性を交換しつつ直線状に配列
したリニアアンジュレータと、図９（Ａ）に示すよう
な、水平アンジュレータ及び垂直アンジュレータとから
なり、発生する磁場を交互に直交させて位相をずらした
ヘリカルアンジュレータとがある。リニアアンジュレー
タでは、図８（Ｂ）に示すように電子ビーム９が一平面
内で蛇行するような軌道を運動するので直線偏光が得ら
れ、ヘリカルアンジュレータでは、図９（Ｂ）に示すよ
うに電子ビーム９が螺旋運動することによって円偏光が
得られる特徴がある。
うな多数のマグネットを極性を交換しつつ直線状に配列
したリニアアンジュレータと、図９（Ａ）に示すよう
な、水平アンジュレータ及び垂直アンジュレータとから
なり、発生する磁場を交互に直交させて位相をずらした
ヘリカルアンジュレータとがある。リニアアンジュレー
タでは、図８（Ｂ）に示すように電子ビーム９が一平面
内で蛇行するような軌道を運動するので直線偏光が得ら
れ、ヘリカルアンジュレータでは、図９（Ｂ）に示すよ
うに電子ビーム９が螺旋運動することによって円偏光が
得られる特徴がある。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】アンジュレータによる
真空紫外及びＸ線領域の強力な直線偏光は、単色性と指
向性を利用した高分解能分光実験、微小領域Ｘ線回折、
Ｘ線顕微鏡及びＸ線ホログラフィーなどの分野で特に重
要である。しかし、直線偏光を発生する上述したリニア
アンジュレータでは、所望の周波数（例えばν）の直線
偏光以外に奇数次（例えば３ν，５ν，．．．）の高調
波がＺ軸方向に発生し、このため、利用しない波長領域
の光のヒートロード（ｈｎν）によって光学素子の消耗
が激しく、甚だしい場合には光学素子が溶けてしまい、
全く使用できない問題点があった。なお、ここでｈはプ
ランク定数である。
真空紫外及びＸ線領域の強力な直線偏光は、単色性と指
向性を利用した高分解能分光実験、微小領域Ｘ線回折、
Ｘ線顕微鏡及びＸ線ホログラフィーなどの分野で特に重
要である。しかし、直線偏光を発生する上述したリニア
アンジュレータでは、所望の周波数（例えばν）の直線
偏光以外に奇数次（例えば３ν，５ν，．．．）の高調
波がＺ軸方向に発生し、このため、利用しない波長領域
の光のヒートロード（ｈｎν）によって光学素子の消耗
が激しく、甚だしい場合には光学素子が溶けてしまい、
全く使用できない問題点があった。なお、ここでｈはプ
ランク定数である。
【０００９】本発明は、かかる問題点を解決するために
創案されたものである。すなわち、本発明の目的は、強
力な直線偏光を発生させることができ、かつ高調波の発
生が少なく、これにより、利用しない波長領域の光のヒ
ートロードによる光学素子の消耗を低減することができ
るシンクロトロン放射における挿入光源を提供すること
にある。
創案されたものである。すなわち、本発明の目的は、強
力な直線偏光を発生させることができ、かつ高調波の発
生が少なく、これにより、利用しない波長領域の光のヒ
ートロードによる光学素子の消耗を低減することができ
るシンクロトロン放射における挿入光源を提供すること
にある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、円形加
速器の偏向磁石間の直線部分に挿入され、電子ビームの
軸線方向からみて８の字状に電子ビームを交互に正逆回
転させるようになっている、ことを特徴とするシンクロ
トロン放射における挿入光源が提供される。本発明の好
ましい実施例によれば、複数の磁石を極性を交換しつつ
電子ビームの軸線に沿って直線状に配列された水平アン
ジュレータ及び垂直アンジュレータとからなり、前記水
平アンジュレータと垂直アンジュレータは、発生する磁
場が交互に直交しかついずれか一方のアンジュレータに
よる磁場の１周期毎に他方のアンジュレータによる磁場
が反転するように、軸線を中心に交互に直交し、かつ軸
線方向にずらして配置されている。前記垂直アンジュレ
ータの周期長が、水平アンジュレータの周期長の２倍に
設定されていることが好ましい。また、前記水平アンジ
ュレータの周期長が、垂直アンジュレータの周期長の２
倍に設定されていることが好ましい。
速器の偏向磁石間の直線部分に挿入され、電子ビームの
軸線方向からみて８の字状に電子ビームを交互に正逆回
転させるようになっている、ことを特徴とするシンクロ
トロン放射における挿入光源が提供される。本発明の好
ましい実施例によれば、複数の磁石を極性を交換しつつ
電子ビームの軸線に沿って直線状に配列された水平アン
ジュレータ及び垂直アンジュレータとからなり、前記水
平アンジュレータと垂直アンジュレータは、発生する磁
場が交互に直交しかついずれか一方のアンジュレータに
よる磁場の１周期毎に他方のアンジュレータによる磁場
が反転するように、軸線を中心に交互に直交し、かつ軸
線方向にずらして配置されている。前記垂直アンジュレ
ータの周期長が、水平アンジュレータの周期長の２倍に
設定されていることが好ましい。また、前記水平アンジ
ュレータの周期長が、垂直アンジュレータの周期長の２
倍に設定されていることが好ましい。
【００１１】
【作用】上述した本発明の構成によれば、電子ビームを
その軸線方向からみて８の字状に交互に正逆回転させる
ので、正逆回転部の旋回運動により、ヘリカルアンジュ
レータと同様に高調波の発生を抑制することができ、か
つ間隔を隔てた２点間を８の字状に移動するので、その
２点とＺ軸を含む平面内及びこの平面に垂直な平面内で
電子ビームが蛇行するリニアアンジュレータのように直
線偏光を発生させることができる。
その軸線方向からみて８の字状に交互に正逆回転させる
ので、正逆回転部の旋回運動により、ヘリカルアンジュ
レータと同様に高調波の発生を抑制することができ、か
つ間隔を隔てた２点間を８の字状に移動するので、その
２点とＺ軸を含む平面内及びこの平面に垂直な平面内で
電子ビームが蛇行するリニアアンジュレータのように直
線偏光を発生させることができる。
【００１２】すなわち、旋回運動が高調波を抑制し、か
つ正逆旋回であるから円偏光成分は相殺して消滅し、か
わりに直線偏光となる。これは、左回りの円偏光と右回
りの円偏光の合成は直線偏光となる物理法則に基ずくも
のである。
つ正逆旋回であるから円偏光成分は相殺して消滅し、か
わりに直線偏光となる。これは、左回りの円偏光と右回
りの円偏光の合成は直線偏光となる物理法則に基ずくも
のである。
【００１３】
【実施例】以下、本発明の好ましい実施例を図面を参照
して説明する。図１（Ａ）は、本発明によるシンクロト
ロン放射における挿入光源の全体斜視図であり、図１
（Ｂ）はその平面図である。図１において、本発明の挿
入光源は、円形加速器の偏光磁石間の直線部分に挿入さ
れた水平アンジュレータ１０及び垂直アンジュレータ１
２とからなる。水平アンジュレータ１０及び垂直アンジ
ュレータ１２は、それぞれ１対の磁石列１０ａ、１２ａ
から構成され、各磁石列１０ａ、１２ａは、極性（Ｎ、
Ｓ）を交換しつつ電子ビーム９の軸線Ｚに沿って直線状
に配列された複数の磁石１１、１３からなる。また、水
平アンジュレータ１０と垂直アンジュレータ１２は、発
生する磁場（磁石の磁化の方向を小さい矢印で示す）が
交互に直交しかついずれか一方のアンジュレータによる
磁場の１周期毎に他方のアンジュレータによる磁場が反
転するように、軸線Ｚを中心に交互に直交し、かつ軸線
方向にずらして配置されている。
して説明する。図１（Ａ）は、本発明によるシンクロト
ロン放射における挿入光源の全体斜視図であり、図１
（Ｂ）はその平面図である。図１において、本発明の挿
入光源は、円形加速器の偏光磁石間の直線部分に挿入さ
れた水平アンジュレータ１０及び垂直アンジュレータ１
２とからなる。水平アンジュレータ１０及び垂直アンジ
ュレータ１２は、それぞれ１対の磁石列１０ａ、１２ａ
から構成され、各磁石列１０ａ、１２ａは、極性（Ｎ、
Ｓ）を交換しつつ電子ビーム９の軸線Ｚに沿って直線状
に配列された複数の磁石１１、１３からなる。また、水
平アンジュレータ１０と垂直アンジュレータ１２は、発
生する磁場（磁石の磁化の方向を小さい矢印で示す）が
交互に直交しかついずれか一方のアンジュレータによる
磁場の１周期毎に他方のアンジュレータによる磁場が反
転するように、軸線Ｚを中心に交互に直交し、かつ軸線
方向にずらして配置されている。
【００１４】すなわち、図１の実施例では、垂直アンジ
ュレータ１２を構成する磁石１３の軸線方向の長さが、
水平アンジュレータ１０の磁石１１の２倍になってお
り、垂直アンジュレータ１２の周期長が、水平アンジュ
レータ１０の周期長の２倍に設定されている。この構成
により、水平アンジュレータ１０による磁場の１周期毎
に垂直アンジュレータ１２による磁場が反転する。
ュレータ１２を構成する磁石１３の軸線方向の長さが、
水平アンジュレータ１０の磁石１１の２倍になってお
り、垂直アンジュレータ１２の周期長が、水平アンジュ
レータ１０の周期長の２倍に設定されている。この構成
により、水平アンジュレータ１０による磁場の１周期毎
に垂直アンジュレータ１２による磁場が反転する。
【００１５】図２は、図１の装置による電子ビーム９の
軌跡を模式的に示す図であり、（Ａ）は斜視図、（Ｂ）
はＺ軸方向からみた軌跡である。図２（Ｂ）に示すよう
に、電子ビーム９は、軸線方向に光速に近い速度で運動
すると共に、水平アンジュレータ１０と垂直アンジュレ
ータ１２による磁場により、電子ビームの軸線方向から
みて間隔を隔てた２点Ｃ1 、Ｃ2 を中心にして８の字状
に電子ビーム９を交互に正逆回転する。なお、図２は明
確化のため軌跡を誇張して表現しており、実際の軌跡で
は、Ｅ＝８ＧｅＶのとき２点Ｃ1 、Ｃ2 の間隔は数μｍ
程度である。
軌跡を模式的に示す図であり、（Ａ）は斜視図、（Ｂ）
はＺ軸方向からみた軌跡である。図２（Ｂ）に示すよう
に、電子ビーム９は、軸線方向に光速に近い速度で運動
すると共に、水平アンジュレータ１０と垂直アンジュレ
ータ１２による磁場により、電子ビームの軸線方向から
みて間隔を隔てた２点Ｃ1 、Ｃ2 を中心にして８の字状
に電子ビーム９を交互に正逆回転する。なお、図２は明
確化のため軌跡を誇張して表現しており、実際の軌跡で
は、Ｅ＝８ＧｅＶのとき２点Ｃ1 、Ｃ2 の間隔は数μｍ
程度である。
【００１６】また、図１と相違し、水平アンジュレータ
１０の周期長を、垂直アンジュレータ１２の周期長の２
倍に設定することによっても、図３に示す図２と同様の
軌跡を得ることができる。図３では、２点Ｃ1 、Ｃ2 は
水平方向に位置するが、その他の点では図２と同様であ
る。
１０の周期長を、垂直アンジュレータ１２の周期長の２
倍に設定することによっても、図３に示す図２と同様の
軌跡を得ることができる。図３では、２点Ｃ1 、Ｃ2 は
水平方向に位置するが、その他の点では図２と同様であ
る。
【００１７】上述した構成により、正逆回転部の旋回運
動により、ヘリカルアンジュレータと同様に高調波の発
生を抑制することができ、かつ間隔を隔てた２点Ｃ1 、
Ｃ2の間を８の字状に移動するので、その２点とＺ軸を
含む平面内及びこの平面に垂直な平面内で電子ビームが
蛇行するリニアアンジュレータのように直線偏光を発生
させることができる。
動により、ヘリカルアンジュレータと同様に高調波の発
生を抑制することができ、かつ間隔を隔てた２点Ｃ1 、
Ｃ2の間を８の字状に移動するので、その２点とＺ軸を
含む平面内及びこの平面に垂直な平面内で電子ビームが
蛇行するリニアアンジュレータのように直線偏光を発生
させることができる。
【００１８】言い換えれば、旋回運動が高調波を抑制
し、かつ正逆旋回であるから円偏光成分は相殺して消滅
し、かわりに直線偏光となる。これは、左回りの円偏光
と右回りの円偏光の合成は直線偏光となる物理法則に基
ずくものである。
し、かつ正逆旋回であるから円偏光成分は相殺して消滅
し、かわりに直線偏光となる。これは、左回りの円偏光
と右回りの円偏光の合成は直線偏光となる物理法則に基
ずくものである。
【００１９】図４は、本発明の挿入光源から発生する直
線偏光の光束密度の計算例であり、図５は、従来のリニ
アアンジュレータの場合の計算例である。図４及び図５
は比較のため、同一条件（加速器ビームエネルギー８Ｇ
ｅＶ、アンジュレータ周期長１０ｃｍ）で計算してい
る。図５から従来のアンジュレータでは、所望の周波数
（一次：ｎ＝１）以外に光束密度の非常に高い奇数次の
高調波（ｎ＝３，５，７，．．．１９）がＺ軸方向に発
生してしまい、このため、利用しない波長領域の光のヒ
ートロードによって光学素子の消耗が激しく、甚だしい
場合には光学素子が溶けてしまい、全く使用できない問
題が発生することが明らかである。
線偏光の光束密度の計算例であり、図５は、従来のリニ
アアンジュレータの場合の計算例である。図４及び図５
は比較のため、同一条件（加速器ビームエネルギー８Ｇ
ｅＶ、アンジュレータ周期長１０ｃｍ）で計算してい
る。図５から従来のアンジュレータでは、所望の周波数
（一次：ｎ＝１）以外に光束密度の非常に高い奇数次の
高調波（ｎ＝３，５，７，．．．１９）がＺ軸方向に発
生してしまい、このため、利用しない波長領域の光のヒ
ートロードによって光学素子の消耗が激しく、甚だしい
場合には光学素子が溶けてしまい、全く使用できない問
題が発生することが明らかである。
【００２０】これに対して、図４の本発明の挿入光源で
は、所望の周波数（一次：ｎ＝１）以外の高次の高調波
の光束密度は、図５と比較するとはるかに小さく、利用
しない波長領域の光のヒートロードによる光学素子の消
耗を大幅に低減することができることがわかる。
は、所望の周波数（一次：ｎ＝１）以外の高次の高調波
の光束密度は、図５と比較するとはるかに小さく、利用
しない波長領域の光のヒートロードによる光学素子の消
耗を大幅に低減することができることがわかる。
【００２１】表１は、同様の条件で、従来のアンジュレ
ータ（通常型）と本発明の挿入光源（８の字型）での、
光束密度とパワー密度を比較したものである。
ータ（通常型）と本発明の挿入光源（８の字型）での、
光束密度とパワー密度を比較したものである。
【００２２】
【表１】
【００２３】表１から、所望の周波数（一次：ｎ＝１）
の光束密度は、ほぼ同等であるにもかかわらず、本発明
の挿入光源（８の字型）のパワー密度は、従来のアンジ
ュレータ（通常型）の１．４％にすぎず、本発明の挿入
光源により光学素子が受けるヒートロードは従来に比べ
て非常に小さくできることがわかる。なお、本発明は上
述した実施例に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない
範囲で種々変更できることは勿論である。
の光束密度は、ほぼ同等であるにもかかわらず、本発明
の挿入光源（８の字型）のパワー密度は、従来のアンジ
ュレータ（通常型）の１．４％にすぎず、本発明の挿入
光源により光学素子が受けるヒートロードは従来に比べ
て非常に小さくできることがわかる。なお、本発明は上
述した実施例に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない
範囲で種々変更できることは勿論である。
【００２４】
【発明の効果】上述したように、本発明のシンクロトロ
ン放射における挿入光源によれば、正逆回転部の旋回運
動により、ヘリカルアンジュレータと同様に高調波の発
生を大幅に抑制することができ、かつ間隔を隔てた２点
Ｃ1 、Ｃ2 の間を８の字状に移動するので、その２点と
Ｚ軸を含む平面内及びこの平面に垂直な平面内で電子ビ
ームが蛇行するリニアアンジュレータのように直線偏光
を発生させることができる。
ン放射における挿入光源によれば、正逆回転部の旋回運
動により、ヘリカルアンジュレータと同様に高調波の発
生を大幅に抑制することができ、かつ間隔を隔てた２点
Ｃ1 、Ｃ2 の間を８の字状に移動するので、その２点と
Ｚ軸を含む平面内及びこの平面に垂直な平面内で電子ビ
ームが蛇行するリニアアンジュレータのように直線偏光
を発生させることができる。
【００２５】すなわち、旋回運動が高調波を抑制し、か
つ正逆旋回であるから円偏光成分は相殺して消滅し、か
わりに直線偏光となる。従って、本発明のシンクロトロ
ン放射における挿入光源は、強力な直線偏光を発生させ
ることができ、かつ高調波の発生が少なく、これによ
り、利用しない波長領域の光のヒートロードによる光学
素子の消耗を大幅に低減することができる、等の優れた
効果を有する。
つ正逆旋回であるから円偏光成分は相殺して消滅し、か
わりに直線偏光となる。従って、本発明のシンクロトロ
ン放射における挿入光源は、強力な直線偏光を発生させ
ることができ、かつ高調波の発生が少なく、これによ
り、利用しない波長領域の光のヒートロードによる光学
素子の消耗を大幅に低減することができる、等の優れた
効果を有する。
【図１】本発明によるシンクロトロン放射における挿入
光源の全体斜視図である。
光源の全体斜視図である。
【図２】図１の装置による電子ビームの軌跡を模式的に
示す図である。
示す図である。
【図３】別の実施例による図２と同様の軌跡を模式的に
示す図である。
示す図である。
【図４】本発明の挿入光源から発生する直線偏光の光束
密度の計算例である。
密度の計算例である。
【図５】従来のリニアアンジュレータの光束密度の計算
例である。
例である。
【図６】大型放射光設備の模式的構成図である。
【図７】図５の部分詳細図である。
【図８】従来のリニアアンジュレータの構成図である。
【図９】従来のヘリカルアンジュレータの構成図であ
る。
る。
１ 電子銃 ２ 線型加速器 ３ シンクロトロン ４ 蓄積リング ５ ビームライン ６ 放射光実験機器 ７ 電子 ８ 放射光 ９ 電子ビーム １０ 水平アンジュレータ １１ 水平アンジュレータの磁石 １２ 垂直アンジュレータ １３ 垂直アンジュレータの磁石 Ｚ 電子ビームの軸線
Claims (4)
- 【請求項１】 円形加速器の偏向磁石間の直線部分に挿
入され、電子ビームの軸線方向からみて８の字状に電子
ビームを交互に正逆回転させるようになっている、こと
を特徴とするシンクロトロン放射における挿入光源。 - 【請求項２】 複数の磁石を極性を交換しつつ電子ビー
ムの軸線に沿って直線状に配列された水平アンジュレー
タ及び垂直アンジュレータとからなり、 前記水平アンジュレータと垂直アンジュレータは、発生
する磁場が交互に直交しかついずれか一方のアンジュレ
ータによる磁場の１周期毎に他方のアンジュレータによ
る磁場が反転するように、軸線を中心に交互に直交し、
かつ軸線方向にずらして配置されている、ことを特徴と
する請求項１に記載のシンクロトロン放射における挿入
光源。 - 【請求項３】 前記垂直アンジュレータの周期長が、水
平アンジュレータの周期長の２倍に設定されている、こ
とを特徴とする請求項２に記載のシンクロトロン放射に
おける挿入光源。 - 【請求項４】 前記水平アンジュレータの周期長が、垂
直アンジュレータの周期長の２倍に設定されている、こ
とを特徴とする請求項２に記載のシンクロトロン放射に
おける挿入光源。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP01575295A JP3296674B2 (ja) | 1995-02-02 | 1995-02-02 | シンクロトロン放射における挿入光源 |
| EP96101429A EP0725558B1 (en) | 1995-02-02 | 1996-02-01 | Insertion device for use with synchrotron radiation |
| DE69604706T DE69604706T2 (de) | 1995-02-02 | 1996-02-01 | Einfügungsvorrichtung für Gebrauch mit Synchrotronstrahlung |
| US08/595,100 US5714850A (en) | 1995-02-02 | 1996-02-01 | Insertion device for use with synchrotron radiation |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP01575295A JP3296674B2 (ja) | 1995-02-02 | 1995-02-02 | シンクロトロン放射における挿入光源 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08213199A true JPH08213199A (ja) | 1996-08-20 |
| JP3296674B2 JP3296674B2 (ja) | 2002-07-02 |
Family
ID=11897513
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP01575295A Expired - Lifetime JP3296674B2 (ja) | 1995-02-02 | 1995-02-02 | シンクロトロン放射における挿入光源 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5714850A (ja) |
| EP (1) | EP0725558B1 (ja) |
| JP (1) | JP3296674B2 (ja) |
| DE (1) | DE69604706T2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6057656A (en) * | 1997-04-14 | 2000-05-02 | Shin-Etsu Chemical Ci., Ltd. | Magnet block assembly for insertion device |
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|---|---|---|---|---|
| JP4021982B2 (ja) * | 1998-03-03 | 2007-12-12 | 信越化学工業株式会社 | ハイブリッド型ウイグラ |
| US6690007B2 (en) * | 2000-08-07 | 2004-02-10 | Shimadzu Corporation | Three-dimensional atom microscope, three-dimensional observation method of atomic arrangement, and stereoscopic measuring method of atomic arrangement |
| US6858998B1 (en) * | 2002-09-04 | 2005-02-22 | The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy | Variable-period undulators for synchrotron radiation |
| DE10248814B4 (de) * | 2002-10-19 | 2008-01-10 | Bruker Daltonik Gmbh | Höchstauflösendes Flugzeitmassenspektrometer kleiner Bauart |
| US7315141B1 (en) * | 2005-08-16 | 2008-01-01 | Jefferson Science Associates Llc | Method for the production of wideband THz radiation |
| US7956557B1 (en) | 2007-09-11 | 2011-06-07 | Advanced Design Consulting Usa, Inc. | Support structures for planar insertion devices |
| KR101360852B1 (ko) * | 2012-08-24 | 2014-02-11 | 한국원자력연구원 | 주기가변 영구자석 언듈레이터 |
| DE102014205579A1 (de) | 2014-03-26 | 2015-10-01 | Carl Zeiss Smt Gmbh | EUV-Lichtquelle für eine Beleuchtungseinrichtung einer mikrolithographischen Projektionsbelichtungsanlage |
| JP6596798B2 (ja) * | 2014-10-21 | 2019-10-30 | 国立研究開発法人理化学研究所 | アンジュレータ磁石列及びアンジュレータ |
| US11623276B2 (en) * | 2017-05-26 | 2023-04-11 | Nitto Denko Corporation | Method for manufacturing magnet and method for magnetizing magnet |
| CN114501769B (zh) * | 2022-02-25 | 2023-05-05 | 中国科学院高能物理研究所 | 芒果扭摆器 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6068539A (ja) * | 1983-09-22 | 1985-04-19 | Agency Of Ind Science & Technol | Ｘ線発生装置 |
| US5383049A (en) * | 1993-02-10 | 1995-01-17 | The Board Of Trustees Of Leland Stanford University | Elliptically polarizing adjustable phase insertion device |
-
1995
- 1995-02-02 JP JP01575295A patent/JP3296674B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
1996
- 1996-02-01 EP EP96101429A patent/EP0725558B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1996-02-01 DE DE69604706T patent/DE69604706T2/de not_active Expired - Fee Related
- 1996-02-01 US US08/595,100 patent/US5714850A/en not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6057656A (en) * | 1997-04-14 | 2000-05-02 | Shin-Etsu Chemical Ci., Ltd. | Magnet block assembly for insertion device |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE69604706T2 (de) | 2000-04-06 |
| JP3296674B2 (ja) | 2002-07-02 |
| US5714850A (en) | 1998-02-03 |
| EP0725558B1 (en) | 1999-10-20 |
| EP0725558A1 (en) | 1996-08-07 |
| DE69604706D1 (de) | 1999-11-25 |
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