JP3460867B2 - Undulator and intensity control system for undulator radiation - Google Patents
Undulator and intensity control system for undulator radiationInfo
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Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、アンジュレーターおよ
びアンジュレーター放射光の強度制御システムに関し、
さらに詳細には、X線領域の波長のアンジュレーター放
射光の強度を高速度で制御する際に用いて好適であり、
X線リソグラフィーやX線による物質の構造解析などの
ようなX線の種々の利用技術に用いることができるアン
ジュレーターおよびアンジュレーター放射光の強度制御
システムに関する。BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to an undulator and an undulator radiation intensity control system,
More specifically, it is suitable for use in controlling the intensity of undulator radiation of wavelengths in the X-ray region at high speed,
The present invention relates to an undulator and an undulator synchrotron radiation intensity control system that can be used in various X-ray application techniques such as X-ray lithography and X-ray structural analysis of substances.
【0002】[0002]
【発明の背景】大型放射光施設における電子ビーム蓄積
リングにおいては、電子ビームの軌道を曲げるための偏
向電磁石と偏向電磁石との間の電子ビームが直進する部
分に、アンジュレーターやウイグラーと称される永久磁
石群や超伝導電磁石群を挿入して、より輝度の高い放射
光や、より波長の短い放射光を取り出すことができるよ
うになされている。BACKGROUND OF THE INVENTION In an electron beam storage ring in a large synchrotron radiation facility, a portion where the electron beam goes straight between a bending electromagnet for bending the trajectory of the electron beam is called an undulator or a wiggler. By inserting a group of permanent magnets or a group of superconducting electromagnets, it is possible to take out emitted light with higher brightness and emitted light with shorter wavelength.
【0003】図5には、こうした従来のアンジュレータ
ーの概略構成が示されており、アンジュレーター100
は、一対のアンジュレーター磁極102a、102bを
備えている。FIG. 5 shows a schematic structure of such a conventional undulator.
Includes a pair of undulator magnetic poles 102a and 102b.
【0004】これらアンジュレーター磁極102a、1
02bは、S極とN極とが規則正しく交互に連続するよ
うに永久磁石を多数並べて構成されたものであり、アン
ジュレーター磁極102aのS極(あるいはN極)とア
ンジュレーター磁極102bのN極(あるいはS極)と
が、互いに対向するように配置されている。These undulator magnetic poles 102a, 1
02b is configured by arranging a large number of permanent magnets so that the S poles and the N poles are regularly and alternately continuous, and the S pole (or N pole) of the undulator magnetic pole 102a and the N pole of the undulator magnetic pole 102b ( (Or S pole) are arranged so as to face each other.
【0005】以上の構成において、アンジュレーター磁
極102a、102bによる多数の永久磁石を規則正し
く並べて作った磁場の中を電子ビームが通過するとき、
電子の軌道は何回も蛇行させられてその都度放射光を発
生することになる。こうして発生された放射光は重なり
合い、非常に強く干渉し合って、特定の波長の光だけが
高い輝度で得られるようになる。こうして得られる光の
波長としては、X線領域の波長も含まれている。In the above structure, when the electron beam passes through a magnetic field formed by regularly arranging a large number of permanent magnets by the undulator magnetic poles 102a and 102b,
The orbit of the electron is meandered many times, and synchrotron radiation is generated each time. The emitted lights thus generated overlap and interfere very strongly so that only light of a specific wavelength can be obtained with high brightness. The wavelength of the light thus obtained includes the wavelength in the X-ray region.
【0006】なお、上記のようにしてアンジュレーター
から放射される特定波長の高い輝度の光を、本明細書に
おいては「アンジュレーター放射光」と称することとす
る。The high-luminance light of a specific wavelength emitted from the undulator as described above is referred to as "undulator radiation light" in the present specification.
【0007】こうしたアンジュレーター放射光は、シン
クロトロン放射光(SOR)と比較して、その輝度が格
段に高いため、X線領域の波長のアンジュレーター放射
光は、新しいX線源として注目されている。Since such undulator radiation has a remarkably high brightness as compared with synchrotron radiation (SOR), undulator radiation having a wavelength in the X-ray region has been attracting attention as a new X-ray source. There is.
【0008】[0008]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来に
おいては、アンジュレーターによって発生されたX線領
域の波長のアンジュレーター放射光の適当な強度変調方
法がなかったため、X線領域のアンジュレーター放射光
の強度制御を行うことができないという問題点があっ
た。However, in the prior art, there was no suitable intensity modulation method for the undulator radiation of the wavelength in the X-ray region generated by the undulator. There is a problem that the strength cannot be controlled.
【0009】本発明は、従来の技術の有するこのような
問題点に鑑みてなされたものであり、その目的とすると
ころは、X線領域の波長のアンジュレーター放射光の強
度制御を容易に行うことができるようにしたアンジュレ
ーターおよびアンジュレーター放射光の強度制御システ
ムを提供することにある。The present invention has been made in view of the above problems of the prior art, and an object of the present invention is to easily control the intensity of undulator radiation light having a wavelength in the X-ray region. An object of the present invention is to provide an undulator and an undulator radiation intensity control system capable of controlling the undulator.
【0010】[0010]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明におけるアンジュレーターおよびアンジュレ
ーター放射光の強度制御システムは、アンジュレーター
の特性値Kを変化させるとアンジュレーター放射光の波
長が変化するという知見に着目してなされたものであ
る。In order to achieve the above object, the undulator and the undulator radiation intensity control system according to the present invention change the wavelength of the undulator radiation when the characteristic value K of the undulator is changed. It was made paying attention to the knowledge that it changes.
【0011】即ち、アンジュレーター磁界に加えて電界
を用いることにより、アンジュレーターの特性値Kを容
易に高速度で制御できるアンジュレーターを構成し、こ
のアンジュレーターからのアンジュレーター放射光をブ
ラッグ反射を起こす単結晶板へ入射し、上記単結晶板に
入射されるアンジュレーター放射光の波長を、アンジュ
レーターの特性値Kを制御することにより変化させ、ア
ンジュレーターによるブラッグ反射の条件を満たすアン
ジュレーター放射光の発生時間を制御して、ブラッグ反
射されるアンジュレーター放射光の強度制御を行うよう
にしたものである。That is, by using an electric field in addition to the undulator magnetic field, an undulator capable of easily controlling the characteristic value K of the undulator at a high speed is constructed, and the undulator radiation from this undulator is Bragg reflected. The wavelength of the undulator radiation that is incident on the single crystal plate that causes the undulator radiation is changed by controlling the characteristic value K of the undulator, and the undulator radiation that satisfies the Bragg reflection condition by the undulator is obtained. The light generation time is controlled to control the intensity of the undulator radiation light that is Bragg-reflected.
【0012】さらに詳細には、本発明におけるアンジュ
レーターは、S極とN極とが規則正しく交互に連続する
ように永久磁石を多数並べて構成されるとともに、上記
S極と上記N極とが互いに対向するように配置され、所
定のアンジュレーター磁界を発生させる一対のアンジュ
レーター磁極と、上記アンジュレーター磁極によって発
生されるアンジュレーター磁界の垂直方向に電界を発生
可能な電界発生手段と、上記電界発生手段を制御して所
定の強度の電界を発生させる制御手段とを有し、上記制
御手段によって上記電界発生手段を制御して、上記アン
ジュレーター磁界の垂直方向に所定の強度の電界を発生
させてアンジュレーターの特性値Kを変化させるように
したものである。More specifically, the undulator according to the present invention is constructed by arranging a large number of permanent magnets so that the S poles and the N poles are regularly and alternately continuous, and the S poles and the N poles face each other. And a pair of undulator magnetic poles for generating a predetermined undulator magnetic field, an electric field generating means capable of generating an electric field in a direction perpendicular to the undulator magnetic field generated by the undulator magnetic pole, and the electric field generating means. And an electric field having a predetermined strength by controlling the electric field generating means by the control means to generate an electric field having a predetermined strength in a direction perpendicular to the undulator magnetic field. The characteristic value K of the vibrator is changed.
【0013】また、本発明によるアンジュレーター放射
光の強度制御システムは、S極とN極とが規則正しく交
互に連続するように永久磁石を多数並べて構成されると
ともに、上記S極と上記N極とが互いに対向するように
配置され、所定のアンジュレーター磁界を発生させる一
対のアンジュレーター磁極と、上記アンジュレーター磁
極によって発生されるアンジュレーター磁界の垂直方向
に電界を発生可能な電界発生手段と、上記電界発生手段
を制御して所定の強度の電界を発生させる制御手段とを
有するアンジュレーターと、上記アンジュレーターから
放射されるアンジュレーター放射光が入射され、上記ア
ンジュレーター放射光のブラッグ反射を起こす単結晶板
とを有し、上記制御手段によって上記電界発生手段を制
御して、上記アンジュレーター磁界の垂直方向に所定の
強度の電界を発生させて上記アンジュレーターの特性値
Kを変化させ、上記単結晶板に入射される上記アンジュ
レーター放射光の波長を変化させることにより、上記ア
ンジュレーターによるブラッグ反射の条件を満たす上記
アンジュレーター放射光の発生時間を制御して、上記単
結晶板によりブラッグ反射される上記アンジュレーター
放射光の強度制御を行うようにしたものである。Further, the intensity control system for undulator radiation according to the present invention is configured by arranging a large number of permanent magnets so that the S poles and the N poles are regularly and alternately continuous, and the S poles and the N poles are arranged. A pair of undulator magnetic poles which are arranged so as to face each other and generate a predetermined undulator magnetic field, an electric field generating means capable of generating an electric field in the vertical direction of the undulator magnetic field generated by the undulator magnetic pole, and An undulator having a control means for controlling an electric field generating means to generate an electric field of a predetermined intensity, and an undulator radiation light emitted from the undulator are incident to cause a Bragg reflection of the undulator radiation light. A crystal plate, the electric field generating means is controlled by the control means, and The undulator is generated by changing the characteristic value K of the undulator by changing the wavelength of the undulator radiation incident on the single crystal plate by generating an electric field of a predetermined intensity in the direction perpendicular to the duller magnetic field. By controlling the generation time of the undulator radiation light that satisfies the condition of Bragg reflection by the above, and controlling the intensity of the undulator radiation light Bragg reflected by the single crystal plate.
【0014】[0014]
【作用】アンジュレーターの特性値Kは、アンジュレー
ター磁極によるアンジュレーター磁界により与えられる
特性値と電界発生手段により発生される電界により与え
られる特性値との和となる。従って、制御手段によっ
て、電界発生手段により発生される電界の強度を適宜制
御することにより、アンジュレーターの特性値Kの制御
を行うことができる。The characteristic value K of the undulator is the sum of the characteristic value given by the undulator magnetic field by the undulator magnetic pole and the characteristic value given by the electric field generated by the electric field generating means. Therefore, the characteristic value K of the undulator can be controlled by appropriately controlling the strength of the electric field generated by the electric field generating means by the control means.
【0015】そして、上記のようにしてアンジュレータ
ーの特性値Kの制御を行うことにより、アンジュレータ
ー放射光の波長を制御することができる。By controlling the characteristic value K of the undulator as described above, the wavelength of the undulator radiation can be controlled.
【0016】このため、制御手段によって、電界発生手
段により発生される電界の強度を適宜制御してアンジュ
レーターの特性値の制御を行い、アンジュレーター放射
光の波長をブラッグ反射の条件を満足する波長に一致あ
るいは一致させないようにして、ブラッグ反射の条件を
満たすアンジュレーター放射光の発生時間を制御する
と、ブラッグ反射されるアンジュレーター放射光の強度
制御を行うことができるようになる。Therefore, the control means appropriately controls the intensity of the electric field generated by the electric field generating means to control the characteristic value of the undulator, and the wavelength of the undulator radiation is set to a wavelength that satisfies the Bragg reflection condition. By controlling the generation time of the undulator radiation that satisfies the condition of Bragg reflection by matching or not matching with, it becomes possible to control the intensity of the undulator radiation that is Bragg reflected.
【0017】[0017]
【実施例】以下、図面に基づいて、本発明によるアンジ
ュレーターおよびアンジュレーター放射光の強度制御シ
ステムの実施例を詳細に説明する。Embodiments of the undulator and the undulator radiation intensity control system according to the present invention will now be described in detail with reference to the drawings.
【0018】図1乃至図3には、本発明によるアンジュ
レーターの一実施例が示されており、図1は概略縦断面
であり、図2はII−II線による横断面図であり、図
3はIII−III線による横断面図である。なお、上
記した図5に示す従来のアンジュレーターと同一または
相当する構成については、図5と同一の符号を付して示
すことにより、その詳細な説明は省略する。1 to 3 show an embodiment of an undulator according to the present invention, FIG. 1 is a schematic longitudinal section, and FIG. 2 is a transverse sectional view taken along line II-II. 3 is a cross-sectional view taken along the line III-III. It should be noted that the same or corresponding structures as those of the conventional undulator shown in FIG. 5 described above are denoted by the same reference numerals as those in FIG. 5, and detailed description thereof will be omitted.
【0019】即ち、このアンジュレーター10は、一対
のアンジュレーター磁極102aとアンジュレーター磁
極102bとの間に、電子ビームが通過する真空ダクト
12が配設されている。That is, the undulator 10 has a vacuum duct 12 through which an electron beam passes between a pair of undulator magnetic poles 102a and 102b.
【0020】この真空ダクト12内には、ケーブル14
を介して制御装置16に接続されていて、任意の電界E
を発生することができるようになされた一対のプラス側
電極18aとマイナス側電極18bとが、アンジュレー
ター磁極102a、102bにより発生されるアンジュ
レーター磁界Bと垂直方向に電界Eを発生するようにし
て配設されている。A cable 14 is provided in the vacuum duct 12.
Is connected to the control device 16 via the
The pair of positive side electrode 18a and negative side electrode 18b, which are configured to generate a magnetic field, generate an electric field E in a direction perpendicular to the undulator magnetic field B generated by the undulator magnetic poles 102a and 102b. It is arranged.
【0021】さらに詳細には、これらプラス側電極18
aおよびマイナス側電極18bは、アンジュレーター磁
極102a、102bにより発生されるアンジュレータ
ー磁界Bの向きの変化に対応して電界Eの向きが変化す
るように、プラス側電極18aとマイナス側電極18b
とが規則正しく交互に連続するように多数並べて構成さ
れるとともに、プラス側電極18aとマイナス側電極1
8bとが、アンジュレーター磁極により発生されるアン
ジュレーター磁界Bと垂直方向に互いに対向するように
配置されている。More specifically, these positive electrodes 18
a and the minus side electrode 18b, the plus side electrode 18a and the minus side electrode 18b so that the direction of the electric field E changes corresponding to the change of the direction of the undulator magnetic field B generated by the undulator magnetic poles 102a and 102b.
Are arranged side by side so that they are regularly and alternately continuous, and the plus side electrode 18a and the minus side electrode 1
8b and the undulator magnetic field B generated by the undulator magnetic poles are arranged to face each other in the vertical direction.
【0022】ここにおいて、アンジュレーターにより高
輝度のアンジュレーター放射光を得るためには、アンジ
ュレーターの特性値Kが「1」付近でアンジュレーター
を動作することが不可欠であることが知られている。Here, it is known that it is indispensable to operate the undulator when the characteristic value K of the undulator is in the vicinity of "1" in order to obtain high-intensity undulator radiation by the undulator. .
【0023】また、一対のアンジュレーター磁極102
a、102bにより発生されるアンジュレーター磁界B
により与えられるアンジュレーターの特性値Kを「K=
KB」とすると、
KB=0.0934×λ0(cm)×B(kG) ・・・ (1)
λ0:アンジュレーターの周期長(相隣合うS極(ある
いはN極)とS極(あるいはN極)との間の距離)
B:一対のアンジュレーター磁極により発生されるアン
ジュレーター磁界
となる。Also, a pair of undulator magnetic poles 102.
undulator magnetic field B generated by a, 102b
The characteristic value K of the undulator given by
K B ”, K B = 0.0934 × λ 0 (cm) × B (kG) (1) λ 0 : undulator period length (adjacent S pole (or N pole) and S pole) Distance between poles (or N poles) B: An undulator magnetic field generated by a pair of undulator magnetic poles.
【0024】上記式(1)において、一般的なアンジュ
レーターの周期長として「λ0=5(cm)」で計算す
ると、「KB=1」を得るためのアンジュレーター磁界
Bは、「B=2.15(kG)」となるが、この程度の
大きさのアンジュレーター磁界Bは容易に発生すること
ができる。In the above formula (1), when the calculation is performed with "λ 0 = 5 (cm)" as the period length of a general undulator, the undulator magnetic field B for obtaining "K B = 1" is "B = 2.15 (kG) ", the undulator magnetic field B of this magnitude can be easily generated.
【0025】一方、プラス側電極18aとマイナス側電
極18bとの間に発生される電界により与えられるアン
ジュレーターの特性値Kを「K=KE」とすると、
KE=3.115×10-4×λ0(cm)×E(kV) ・・・ (2)
E:電界
となり、「KE=1」を得るための電界は、「E=64
2(kV/cm)」と算出される。On the other hand, when the characteristic value K of the undulator provided by an electric field generated between the positive electrode 18a and negative electrode 18b to "K = K E", K E = 3.115 × 10 - 4 × λ 0 (cm) × E (kV) (2) E: Electric field, and the electric field for obtaining “K E = 1” is “E = 64
2 (kV / cm) "is calculated.
【0026】しかしながら、こうした高い電界強度を真
空ダクト12中において安定に発生させることは極めて
困難であるので、本発明においては、アンジュレーター
磁界Bにより与えられる特性値KBによりアンジュレー
ターの特性値Kとしての「1」をほぼ満足するように設
定し、電界により与えられる特性値KEを加えることに
より、アンジュレーターの特性値Kを僅かに変化するよ
うにしている。However, since it is extremely difficult to stably generate such a high electric field strength in the vacuum duct 12, in the present invention, the characteristic value K B of the undulator is given by the characteristic value K B given by the undulator magnetic field B. “1” is set so as to substantially satisfy the above condition, and the characteristic value K E given by the electric field is added to slightly change the characteristic value K of the undulator.
【0027】即ち、上記した実施例においては、時間的
に変化しないアンジュレーター磁界Bがアンジュレータ
ー磁極102a、102bによって常に印加されてい
て、アンジュレーター磁界Bによる特性値KBが与えら
れる。このアンジュレーター磁界Bにより与えられる特
性値KBにより、アンジュレーターの特性値Kとして
「K=1」をほぼ満足するように、アンジュレーター磁
極102a、102bを適宜構成してアンジュレーター
磁界Bの大きさを予め設定しておく。That is, in the above embodiment, the undulator magnetic field B which does not change with time is always applied by the undulator magnetic poles 102a and 102b, and the characteristic value K B by the undulator magnetic field B is given. The characteristic value K B given by the undulator magnetic field B appropriately configures the undulator magnetic poles 102a and 102b so that the characteristic value K of the undulator substantially satisfies “K = 1”. Is set in advance.
【0028】こうした状態において、制御装置16の制
御により、ケーブル14を介してプラス側電極18aお
よびマイナス側電極18bにパルス電圧を印加して、ア
ンジュレーター磁界と垂直方向に周期的な電界Eを発生
させる。こうして電界Eが発生されると、この電界Eに
よる特性値KEが与えられる。In this state, a pulse voltage is applied to the plus side electrode 18a and the minus side electrode 18b through the cable 14 under the control of the control device 16 to generate a periodic electric field E perpendicular to the undulator magnetic field. Let When the electric field E is generated in this manner, the characteristic value K E due to the electric field E is given.
【0029】従って、アンジュレーター10の総合的な
特性値Kは、「K=KB+KE」となるので、微小な特性
値KEを与えるための強度の小さな電界Eを発生するだ
けで、アンジュレーター10の総合的な特性値Kを変化
することができる。[0029] Therefore, the overall characteristic value K of the undulator 10, since the "K = K B + K E", only generates a small electric field E of the intensity to provide a small characteristic value K E, The overall characteristic value K of the undulator 10 can be changed.
【0030】そして、電界Eの変化は、制御装置16の
制御により高速で行うことができるので、アンジュレー
ター10の総合的な特性値Kも高速で変化することがで
きるようになる。Since the change of the electric field E can be performed at high speed by the control of the control device 16, the comprehensive characteristic value K of the undulator 10 can also be changed at high speed.
【0031】また、各プラス側電極18aならびにマイ
ナス側電極18bへのパルス電圧の印加を、電子の移動
速度に応じて遅延させながら行うこともできるので、よ
り効率的にアンジュレーター放射光を得ることができる
ようになる。Further, since the pulse voltage can be applied to each of the plus side electrode 18a and the minus side electrode 18b while being delayed in accordance with the electron moving speed, the undulator radiation can be obtained more efficiently. Will be able to.
【0032】次に、図4に基づいて、本発明によるアン
ジュレーター放射光の強度制御システムの一実施例につ
いて説明する。Next, an embodiment of the intensity control system for undulator radiation according to the present invention will be described with reference to FIG.
【0033】図4には、電子ビーム蓄積リングの一部が
示されており、偏向電磁石20a、20bの間に、上記
した本発明によるアンジュレーター10が配置されてい
る。FIG. 4 shows a part of the electron beam storage ring, and the undulator 10 according to the present invention described above is arranged between the bending electromagnets 20a and 20b.
【0034】そして、このアンジュレーター10はX線
領域の波長のアンジュレーター放射光を放射するように
構成されており、アンジュレーター10から放射された
X線領域の波長のアンジュレーター放射光は、ブラッグ
反射を起こす単結晶板22に入射されるように構成され
ている。The undulator 10 is configured to emit undulator radiation having a wavelength in the X-ray region, and the undulator radiation having a wavelength in the X-ray region emitted from the undulator 10 is Bragg. It is configured to be incident on the single crystal plate 22 that causes reflection.
【0035】なお、アンジュレーター10から出射され
た電子ビームは、電子ビーム蓄積リングを回り続けるこ
とになる。The electron beam emitted from the undulator 10 continues to rotate around the electron beam storage ring.
【0036】ここにおいて、ブラッグ反射の条件は、
λ=2d・sinθ
λ:アンジュレーター放射光の波長(X線領域の波長)
d:ブラッグ反射を起こす単結晶板22の格子定数
θ:入射角(アンジュレーター放射光と単結晶板22と
のなす角)
であり、アンジュレーター10が総合的な特性値K(=
KB+KE)のときのアンジュレーター放射光の波長をλ
とすると、「λ=2d・sinθ」たるブラッグ反射の
条件を正確に満たすように、単結晶板22の格子定数d
および入射角θを設定する。The Bragg reflection conditions are as follows: λ = 2d · sin θ λ: wavelength of undulator radiation (wavelength in X-ray region) d: lattice constant of single crystal plate 22 causing Bragg reflection θ: incident angle ( The angle between the undulator radiation and the single crystal plate 22), and the undulator 10 has a comprehensive characteristic value K (=
The wavelength of the undulator radiation when K B + K E ) is λ
Then, the lattice constant d of the single crystal plate 22 is set so that the condition of the Bragg reflection of “λ = 2d · sin θ” is exactly satisfied.
And the incident angle θ.
【0037】以上の構成において、制御装置16の制御
により、ケーブル14を介してプラス側電極18aおよ
びマイナス側電極18bにパルス電圧を印加して、アン
ジュレーター磁界Bと垂直方向に周期的な電界Eを発生
せると、この電界Eにより特性値KEが与えられること
になるので、アンジュレーター10が総合的な特性値K
(=KB+KE)を示し、波長λのアンジュレーター放射
光が単結晶板22に放射される。In the above structure, a pulse voltage is applied to the plus side electrode 18a and the minus side electrode 18b via the cable 14 under the control of the control device 16, and the undulator magnetic field B and the periodic electric field E in the vertical direction are applied. When the electric field E is generated, a characteristic value K E is given by the electric field E.
(= K B + K E ), and undulator radiation of wavelength λ is emitted to the single crystal plate 22.
【0038】こうした波長λのアンジュレーター放射光
は、上記したようにブラッグ反射の条件を満たすもので
あるため、ブラッグ反射されたアンジュレーター放射光
がターゲットに照射されることになる。Since the undulator radiation with the wavelength λ satisfies the Bragg reflection condition as described above, the undulator radiation with the Bragg reflection is applied to the target.
【0039】一方、制御装置16の制御により、ケーブ
ル14を介してプラス側電極18aおよびマイナス側電
極18bへのパルス電圧の印加を停止して、アンジュレ
ーター磁界Bと垂直方向に周期的な電界Eが与えられな
いと、電界Eによる特性値KEが与えられないことにな
るので、アンジュレーター10は特性値KBを示し、波
長λとは異なる波長のアンジュレーター放射光が単結晶
板22に放射される。On the other hand, under the control of the control device 16, the application of the pulse voltage to the plus side electrode 18a and the minus side electrode 18b via the cable 14 is stopped, and the undulator magnetic field B and the electric field E which is periodic in the vertical direction. If is not given, it means that the characteristic value K E by the electric field E is not given, the undulator 10 shows the characteristic value K B, the undulator radiation wavelength is a single crystal plate 22 which is different from the wavelength λ Is emitted.
【0040】こうした波長λとは異なる波長のアンジュ
レーター放射光は、上記したようにブラッグ反射の条件
を満たさないものであるため、ブラッグ反射は起きず、
アンジュレーター放射光がターゲットに照射されること
はない。Since the undulator radiation having a wavelength different from the wavelength λ does not satisfy the Bragg reflection condition as described above, Bragg reflection does not occur,
The target is not exposed to the undulator radiation.
【0041】即ち、制御装置16の制御によって、ケー
ブル14を介してプラス側電極18aおよびマイナス側
電極18bへのパルス電圧の印加を制御して、電界Eに
よってアンジュレーター10の特性値Kを変化すること
により、単結晶板22に入射されるアンジュレーター放
射光の波長を変化することができる。これにより、ブラ
ッグ反射の条件を満たすアンジュレーター放射光の発生
時間を制御して、単結晶板22によりブラッグ反射され
てターゲットへ照射されるX線領域の波長のアンジュレ
ーター放射光の強度を任意に制御することができる。That is, the control device 16 controls the application of the pulse voltage to the plus side electrode 18a and the minus side electrode 18b via the cable 14 to change the characteristic value K of the undulator 10 by the electric field E. Thereby, the wavelength of the undulator radiation light incident on the single crystal plate 22 can be changed. Thereby, the generation time of the undulator radiation that satisfies the condition of Bragg reflection is controlled, and the intensity of the undulator radiation of the wavelength in the X-ray region that is Bragg reflected by the single crystal plate 22 and is irradiated to the target is arbitrarily set. Can be controlled.
【0042】しかも、上記したように、電界Eの変化
は、制御装置16の制御により高速で行うことができる
ので、アンジュレーター10の総合的な特性値Kも高速
で変化することができるようになるため、ターゲットへ
照射されるX線領域の波長のアンジュレーター光の強度
も高速で制御することができる。このため、ターゲット
へ照射されるX線領域の波長のアンジュレーター光を、
パルス化することができるようになる。Moreover, as described above, the change of the electric field E can be performed at high speed under the control of the control device 16, so that the comprehensive characteristic value K of the undulator 10 can also be changed at high speed. Therefore, the intensity of the undulator light having the wavelength in the X-ray region with which the target is irradiated can also be controlled at high speed. Therefore, the undulator light with a wavelength in the X-ray region irradiated to the target is
Can be pulsed.
【0043】なお、ブラッグ反射の条件を正確に満たす
アンジュレーター放射光の波長λは、上記したブラッグ
反射の条件によって決定されるが、実際的には所定の許
容範囲にある波長のアンジュレーター放射光はブラッグ
反射が起きることになる。The wavelength λ of the undulator radiation that exactly satisfies the Bragg reflection condition is determined by the Bragg reflection condition described above. In practice, however, the undulator radiation light has a wavelength within a predetermined allowable range. Will cause Bragg reflections.
【0044】従って、ターゲットに完全なオン/オフの
パルス状のアンジュレーター放射光を照射したい場合に
は、電界Eにより与えられることになる特性値KEが与
えられておらず、アンジュレーター10の総合的な特性
値Kがアンジュレーター磁界Bにより与えられる特性値
KBのみよって与えられているときに、アンジュレータ
ー放射光の波長がこの許容範囲の波長に含まれないよう
に、アンジュレーター10の総合的な特性値K、アンジ
ュレーター磁界Bにより与えられる特性値KBならびに
電界Eにより与えられる特性値KEを設定すればよい。Therefore, when it is desired to irradiate the target with complete ON / OFF pulsed undulator radiation, the characteristic value K E to be given by the electric field E is not given, and the undulator 10's When the comprehensive characteristic value K is given only by the characteristic value K B given by the undulator magnetic field B, the wavelength of the undulator radiation is not included in the wavelength within this allowable range. The total characteristic value K, the characteristic value K B given by the undulator magnetic field B, and the characteristic value K E given by the electric field E may be set.
【0045】また、ブラッグ反射の条件を完全に満たす
アンジュレーター放射光が単結晶板22に放射された場
合には、最も強いブラッグ反射によるアンジュレーター
放射光がターゲットに放射され、その許容範囲波長がブ
ラッグ反射の条件を完全に満たす波長から離れるに従っ
て、ブラッグ反射によりターゲットに照射されるアンジ
ュレーター放射光の強度が弱くなる。When the undulator radiation that completely satisfies the Bragg reflection condition is emitted to the single crystal plate 22, the undulator radiation by the strongest Bragg reflection is emitted to the target, and the allowable wavelength range is The intensity of the undulator radiation emitted to the target by the Bragg reflection becomes weaker as the wavelength is farther from the wavelength satisfying the Bragg reflection condition.
【0046】そして、電界Eの強度を変化すると電界E
により与えられる特性値KEが変化するので、特性値KE
の変化により、ブラッグ反射の条件を完全に満たす波長
から許容範囲の波長までのアンジュレーター放射光を、
アンジュレーター10から放射することができるように
しておけば、ターゲットに照射されるアンジュレーター
放射光の強度を任意に制御することができるようにな
る。When the intensity of the electric field E is changed, the electric field E
Since the characteristic value K E given by changes, the characteristic value K E
Undulator radiation from the wavelength that completely satisfies the Bragg reflection condition to the wavelength in the allowable range by
If the undulator 10 can be radiated, the intensity of the undulator radiation light with which the target is irradiated can be controlled arbitrarily.
【0047】[0047]
【発明の効果】本発明は、以上説明したように構成され
ているので、アンジュレーターの特性値Kを高速で制御
することができ、それによりアンジュレーター放射光の
波長を高速で可変することができる。Since the present invention is configured as described above, it is possible to control the characteristic value K of the undulator at high speed, thereby changing the wavelength of the undulator radiation at high speed. it can.
【0048】さらに、アンジュレーター放射光の波長を
高速で可変することができるため、X線領域の波長のア
ンジュレーター放射光の強度制御を高速で行うことがで
きるものである。Furthermore, since the wavelength of the undulator radiation can be changed at high speed, the intensity of the undulator radiation of the wavelength in the X-ray region can be controlled at high speed.
【0049】従って、X線リソグラフィーやX線による
物質の構造解析などのようなX線の種々の利用技術に用
いることができるX線の強度を、高速に制御することが
できるようになる。Therefore, it becomes possible to control the intensity of X-rays which can be used in various X-ray utilization techniques such as X-ray lithography and structural analysis of substances by X-rays at high speed.
【図1】本発明によるアンジュレーターの一実施例を示
す概略縦断面である。FIG. 1 is a schematic vertical section showing an embodiment of an undulator according to the present invention.
【図2】図1のII−II線による横断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line II-II of FIG.
【図3】図1のIII−III線による横断面図であ
る。3 is a cross-sectional view taken along the line III-III in FIG.
【図4】電子ビーム蓄積リングの一部が示す概略構成図
である。FIG. 4 is a schematic configuration diagram showing a part of an electron beam storage ring.
【図5】従来のアンジュレーターを示す概略斜視図であ
る。FIG. 5 is a schematic perspective view showing a conventional undulator.
10、100 アンジュレーター 12 真空ダクト 14 ケーブル 16 制御装置 18a プラス側電極 18b マイナス側電極 20a、20b 偏向電磁石 22 単結晶板 102a、102b アンジュレーター磁極 10,100 undulator 12 vacuum duct 14 cables 16 Control device 18a Positive electrode 18b Negative electrode 20a, 20b Bending electromagnet 22 Single crystal plate 102a, 102b Undulator magnetic pole
Claims (4)
るように永久磁石を多数並べて構成されるとともに、前
記S極と前記N極とが互いに対向するように配置され、
所定のアンジュレーター磁界を発生させる一対のアンジ
ュレーター磁極と、 前記一対のアンジュレーター磁極によって発生されるア
ンジュレーター磁界の垂直方向に電界を発生可能な電界
発生手段と、 前記電界発生手段を制御して所定の強度の電界を発生さ
せる制御手段とを有し、前記制御手段によって前記電界
発生手段を制御して、前記アンジュレーター磁界の垂直
方向に所定の強度の電界を発生させてアンジュレーター
の特性値Kを変化させるようにしたことを特徴とするア
ンジュレーター。ただし、 K=KB+KE KB:前記一対のアンジュレーター磁極により発生され
るアンジュレーター磁界により与えられるアンジュレー
ターの特性値 KE:前記電界発生手段により発生される電界により与
えられるアンジュレーターの特性値1. A plurality of permanent magnets are arranged side by side so that S poles and N poles are regularly and alternately continuous, and the S poles and the N poles are arranged so as to face each other,
A pair of undulator magnetic poles for generating a predetermined undulator magnetic field, an electric field generating means capable of generating an electric field in a direction perpendicular to the undulator magnetic field generated by the pair of undulator magnetic poles, and controlling the electric field generating means. A control means for generating an electric field of a predetermined strength, and controlling the electric field generation means by the control means to generate an electric field of a predetermined strength in a direction perpendicular to the undulator magnetic field to thereby obtain a characteristic value of the undulator. An undulator characterized by changing K. Where K = K B + K E K B : Characteristic value of the undulator given by the undulator magnetic field generated by the pair of undulator magnetic poles K E : Of the undulator given by the electric field generated by the electric field generating means Characteristic value
発生させる請求項1記載のアンジュレーター。2. The undulator according to claim 1, wherein the electric field generating means generates a pulsed electric field.
るように永久磁石を多数並べて構成されるとともに、前
記S極と前記N極とが互いに対向するように配置され、
所定のアンジュレーター磁界を発生させる一対のアンジ
ュレーター磁極と、前記一対のアンジュレーター磁極に
よって発生されるアンジュレーター磁界の垂直方向に電
界を発生可能な電界発生手段と、前記電界発生手段を制
御して所定の強度の電界を発生させる制御手段とを有す
るアンジュレーターと、 前記アンジュレーターから放射されるアンジュレーター
放射光が入射され、前記アンジュレーター放射光のブラ
ッグ反射を起こす単結晶板とを有し、前記制御手段によ
って前記電界発生手段を制御して、前記アンジュレータ
ー磁界の垂直方向に所定の強度の電界を発生させて前記
アンジュレーターの特性値Kを変化させ、前記単結晶板
に入射される前記アンジュレーター放射光の波長を変化
させることにより、前記アンジュレーターによるブラッ
グ反射の条件を満たす前記アンジュレーター放射光の発
生時間を制御して、前記単結晶板によりブラッグ反射さ
れる前記アンジュレーター放射光の強度制御を行うよう
にしたことを特徴とするアンジュレーター放射光の強度
制御システム。ただし、 K=KB+KE KB:前記一対のアンジュレーター磁極により発生され
るアンジュレーター磁界により与えられるアンジュレー
ターの特性値 KE:前記電界発生手段により発生される電界により与
えられるアンジュレーターの特性値3. A plurality of permanent magnets are arranged side by side so that the S poles and the N poles are regularly and alternately continuous, and the S poles and the N poles are arranged so as to face each other,
A pair of undulator magnetic poles for generating a predetermined undulator magnetic field, an electric field generating means capable of generating an electric field in a direction perpendicular to the undulator magnetic field generated by the pair of undulator magnetic poles, and controlling the electric field generating means. An undulator having a control means for generating an electric field of a predetermined intensity, and undulator radiation emitted from the undulator is incident, and a single crystal plate that causes Bragg reflection of the undulator radiation, The control means controls the electric field generation means to generate an electric field of a predetermined intensity in a direction perpendicular to the undulator magnetic field to change the characteristic value K of the undulator, and to make the undulator incident on the single crystal plate. By changing the wavelength of the undulator radiation, The undulator radiation light is characterized in that the generation time of the undulator radiation light satisfying the condition of Bragg reflection is controlled to control the intensity of the undulator radiation light Bragg reflected by the single crystal plate. Strength control system. Where K = K B + K E K B : Characteristic value of the undulator given by the undulator magnetic field generated by the pair of undulator magnetic poles K E : Of the undulator given by the electric field generated by the electric field generating means Characteristic value
発生させる請求項3記載のアンジュレーター放射光の強
度制御システム。4. The undulator radiation intensity control system according to claim 3, wherein the electric field generating means generates an electric field in a pulsed manner.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24476594A JP3460867B2 (en) | 1994-09-13 | 1994-09-13 | Undulator and intensity control system for undulator radiation |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24476594A JP3460867B2 (en) | 1994-09-13 | 1994-09-13 | Undulator and intensity control system for undulator radiation |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0882700A JPH0882700A (en) | 1996-03-26 |
| JP3460867B2 true JP3460867B2 (en) | 2003-10-27 |
Family
ID=17123577
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP24476594A Expired - Fee Related JP3460867B2 (en) | 1994-09-13 | 1994-09-13 | Undulator and intensity control system for undulator radiation |
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| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3460867B2 (en) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108873623B (en) | 2013-06-18 | 2021-04-06 | Asml荷兰有限公司 | Lithographic method and lithographic system |
| CN119834050B (en) * | 2023-10-13 | 2025-10-31 | 张江国家实验室 | Unstable control methods and devices, undulators and optical systems |
-
1994
- 1994-09-13 JP JP24476594A patent/JP3460867B2/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0882700A (en) | 1996-03-26 |
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