JPH047600B2 - - Google Patents
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- JPH047600B2 JPH047600B2 JP23100783A JP23100783A JPH047600B2 JP H047600 B2 JPH047600 B2 JP H047600B2 JP 23100783 A JP23100783 A JP 23100783A JP 23100783 A JP23100783 A JP 23100783A JP H047600 B2 JPH047600 B2 JP H047600B2
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- magnet
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- 238000010894 electron beam technology Methods 0.000 claims description 8
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 5
- 238000002983 circular dichroism Methods 0.000 description 4
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 3
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 3
- 230000005469 synchrotron radiation Effects 0.000 description 3
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 2
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- 230000005461 Bremsstrahlung Effects 0.000 description 1
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- Particle Accelerators (AREA)
- Lasers (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の技術分野〕
この発明は、電子蓄積リングの高速電子を利用
して右回りと左回りの円偏光が交互に周期的に得
られる円偏光発生装置に関するものである。
して右回りと左回りの円偏光が交互に周期的に得
られる円偏光発生装置に関するものである。
物質の円二色性や磁気円二色性を調べる測定で
は、光源としては右回りと左回りの円偏光を交互
に周期的に発生する円偏光発生装置が必要であ
る。また、単結晶からの光電子放出の現象を利用
してスピン偏極電子を作り出すためにも円偏光発
生装置が必要である。
は、光源としては右回りと左回りの円偏光を交互
に周期的に発生する円偏光発生装置が必要であ
る。また、単結晶からの光電子放出の現象を利用
してスピン偏極電子を作り出すためにも円偏光発
生装置が必要である。
従来、右回り、左回り円偏光を交互に周期的に
発生させる装置としては光学素子を用いるものが
主流であり、1/4波長板を用いる方法および結晶
の電気光学効果を利用する方法、さらに結晶の光
弾性を利用する方法等が動作原理として採用され
てきた。このため、最も透過波長の短い弗化カリ
シユウムを用いても、約1300Åより短波長の円偏
光を作り出すことができなかつた。
発生させる装置としては光学素子を用いるものが
主流であり、1/4波長板を用いる方法および結晶
の電気光学効果を利用する方法、さらに結晶の光
弾性を利用する方法等が動作原理として採用され
てきた。このため、最も透過波長の短い弗化カリ
シユウムを用いても、約1300Åより短波長の円偏
光を作り出すことができなかつた。
これに対して、原理的には波長限界のないこの
種の装置としては、高速電子の軌道中に二重ラセ
ンコイルを配し、各コイルに互いに逆向きの電流
を与えることにより、この二重ラセンコイルの中
心軸上で軸に対して横方向に磁場をもち、、軸に
沿つて磁場方向がラセン状に回転するヘリカル・
ウイグラーと呼ばれるものがあつた。この二重ラ
センコイルの中心軸に沿つて高速電子を走らせる
と、ローレンツ力によつて電子もラセンを描きな
がら進むので、円偏光した制動放射光を前方方向
に放出する。また、この放射光はコイルの１周期
の長さに応じて特定の波長で干渉するために、強
い光が得られる（B.M.Kincaid著「Ａ Short
−period Herical Wiggler as an Improved
Source of Synchrotronradiation」Journal of
Applied Physics.vol 48、No.７、Jujy 1977、
p2684〜2691、L.R.Elias、他著「Observation
of Stimulated Emission of Radiation by
Relativistic Electrons in ａ Spatially
Periodic Transverce Magnetic Field」
Physical Reveiw Letters vol 36、No.13、
March 1976、p717〜720参照、この内、文献
はヘリカルウイグラーから円偏光が発生している
ことを確認している）。
種の装置としては、高速電子の軌道中に二重ラセ
ンコイルを配し、各コイルに互いに逆向きの電流
を与えることにより、この二重ラセンコイルの中
心軸上で軸に対して横方向に磁場をもち、、軸に
沿つて磁場方向がラセン状に回転するヘリカル・
ウイグラーと呼ばれるものがあつた。この二重ラ
センコイルの中心軸に沿つて高速電子を走らせる
と、ローレンツ力によつて電子もラセンを描きな
がら進むので、円偏光した制動放射光を前方方向
に放出する。また、この放射光はコイルの１周期
の長さに応じて特定の波長で干渉するために、強
い光が得られる（B.M.Kincaid著「Ａ Short
−period Herical Wiggler as an Improved
Source of Synchrotronradiation」Journal of
Applied Physics.vol 48、No.７、Jujy 1977、
p2684〜2691、L.R.Elias、他著「Observation
of Stimulated Emission of Radiation by
Relativistic Electrons in ａ Spatially
Periodic Transverce Magnetic Field」
Physical Reveiw Letters vol 36、No.13、
March 1976、p717〜720参照、この内、文献
はヘリカルウイグラーから円偏光が発生している
ことを確認している）。
しかし、このような従来装置では、二重ラセン
コイルの巻き方で電子のラセン運動の回転方向が
一義的に決められ、したがつて、右回りか、左回
りのいずれか一方の円偏光しか得られなかつた。
コイルの巻き方で電子のラセン運動の回転方向が
一義的に決められ、したがつて、右回りか、左回
りのいずれか一方の円偏光しか得られなかつた。
この発明は、上記の点にかんがみなされたもの
で、電子蓄積リングの高速電子ビームを利用し、
右回りと左回りの円偏光を交互に、周期的に得る
ことができ、極めて高い周波数まで使用可能な円
偏光を発生させることができる円偏光発生装置を
提供することを目的とする。
で、電子蓄積リングの高速電子ビームを利用し、
右回りと左回りの円偏光を交互に、周期的に得る
ことができ、極めて高い周波数まで使用可能な円
偏光を発生させることができる円偏光発生装置を
提供することを目的とする。
この発明は、上記目的を達成するため、電子蓄
積リングの周方向の直線部分に交互に極性の違う
磁石および電磁石を直交するように複数個設け螺
旋磁場を作ることにより、電子をラセン運動させ
円偏光を発生させるようにしたものである。以
下、この発明について説明する。
積リングの周方向の直線部分に交互に極性の違う
磁石および電磁石を直交するように複数個設け螺
旋磁場を作ることにより、電子をラセン運動させ
円偏光を発生させるようにしたものである。以
下、この発明について説明する。
この発明の実施例を説明する前に、まず、電子
蓄積リングの基本動作を第１図について説明す
る。第１図で、１は偏向電磁石、２は電子にエネ
ルギーを与える高周波数加速空胴、３は高速電子
の走るリング状の真空路、４は外部からの電子入
射のためのインフレクタ、５はパーターベータ
で、これらで電子蓄積リングが構成されている。
蓄積リングの基本動作を第１図について説明す
る。第１図で、１は偏向電磁石、２は電子にエネ
ルギーを与える高周波数加速空胴、３は高速電子
の走るリング状の真空路、４は外部からの電子入
射のためのインフレクタ、５はパーターベータ
で、これらで電子蓄積リングが構成されている。
以下、動作の概略について説明する。
上記構成の電子蓄積リングに、線形加速器等の
入射器により電子ビームEbを打込み、長時間リ
ング状の真空路３の中を回転させることにより約
1010〜1011個の電子を蓄積することができる。こ
の真空路３を走つている電子は各偏向電磁石１の
部分での磁場により向きを変えるが、このとき相
対論的双極子放射により光（シンクロトロン放射
光）を放出する。この光の放出によるエネルギー
損失を高周波加速空胴２により電子に補充する。
これが電子蓄積リングの概要である。
入射器により電子ビームEbを打込み、長時間リ
ング状の真空路３の中を回転させることにより約
1010〜1011個の電子を蓄積することができる。こ
の真空路３を走つている電子は各偏向電磁石１の
部分での磁場により向きを変えるが、このとき相
対論的双極子放射により光（シンクロトロン放射
光）を放出する。この光の放出によるエネルギー
損失を高周波加速空胴２により電子に補充する。
これが電子蓄積リングの概要である。
第２図はこの発明の一実施例を示す構成ブロツ
ク図であり、１〜５は第１図と同じものを示し、
６は前記真空路３の直線部、７は円偏光を発生さ
せる円偏光発生装置で、磁場発生部８および交流
電源９で構成されている。なお、１０は左右円偏
光取出し口である。以下、磁場発生部８の構成の
詳細ならびに動作について第３図、第４図で説明
する。
ク図であり、１〜５は第１図と同じものを示し、
６は前記真空路３の直線部、７は円偏光を発生さ
せる円偏光発生装置で、磁場発生部８および交流
電源９で構成されている。なお、１０は左右円偏
光取出し口である。以下、磁場発生部８の構成の
詳細ならびに動作について第３図、第４図で説明
する。
第３図は第２図の実施例における磁場発生部８
の構成を示す斜視図であり、上下一対の磁石A1
が一方向の磁場を作り、同様に上下一対の磁石
A2が磁石A1の磁場と逆向きの磁場を作る。磁石
A1，A2は常に同じ強さで一方向の磁場を保つ必
要があるので永久磁石で作つてもよい。磁石A2
とA2の組を複数個、第３図のように、電子ビー
ムEbの進行方向Ｍに沿つて直線状に配列する。
となりあう二つの磁石の間隔は皆等しくする。こ
れらの一連の磁石（A1，A2，A1，A2…A1，A2
と並んでいる）により、電子ビームEbの軸に沿
つて、磁場の向きが周期的に反転する磁場分布を
形成する。次にA1，A2の一連の磁石の組Ａに直
交させ、磁石A1とA2の組と同じ磁場の効果をも
つ電磁石の組B1とB2（したがつて電磁石B1とB2
の磁場の向きは逆である）を複数個、磁石Ａの磁
場周期の1/4周期長だけずらして第３図のように、
磁石A1とA2およびA2とA1の間に挿入する（した
がつてA1B1A2B2A1B1A2B2…の順で繰返して並
ぶことになる）。A1，A2，B1，B2の各々の磁場
の強さはすべて同じにする。また、A1，A2，
B1，B2の各々の個数も同数にする。この数は多
い方が放射光の強度、干渉性の点で優れるが、使
用条件によりこの数を決定する。
の構成を示す斜視図であり、上下一対の磁石A1
が一方向の磁場を作り、同様に上下一対の磁石
A2が磁石A1の磁場と逆向きの磁場を作る。磁石
A1，A2は常に同じ強さで一方向の磁場を保つ必
要があるので永久磁石で作つてもよい。磁石A2
とA2の組を複数個、第３図のように、電子ビー
ムEbの進行方向Ｍに沿つて直線状に配列する。
となりあう二つの磁石の間隔は皆等しくする。こ
れらの一連の磁石（A1，A2，A1，A2…A1，A2
と並んでいる）により、電子ビームEbの軸に沿
つて、磁場の向きが周期的に反転する磁場分布を
形成する。次にA1，A2の一連の磁石の組Ａに直
交させ、磁石A1とA2の組と同じ磁場の効果をも
つ電磁石の組B1とB2（したがつて電磁石B1とB2
の磁場の向きは逆である）を複数個、磁石Ａの磁
場周期の1/4周期長だけずらして第３図のように、
磁石A1とA2およびA2とA1の間に挿入する（した
がつてA1B1A2B2A1B1A2B2…の順で繰返して並
ぶことになる）。A1，A2，B1，B2の各々の磁場
の強さはすべて同じにする。また、A1，A2，
B1，B2の各々の個数も同数にする。この数は多
い方が放射光の強度、干渉性の点で優れるが、使
用条件によりこの数を決定する。
これらの磁石Ａ（A1，A2よりなる磁石群）およ
び電磁石Ｂ（B1，B2よりなる電磁石群）により発
生する磁場方向の分布は、中心軸Ｍに沿つて第４
図ａ，ｂに示すように（矢印は中心軸Ｍ上での磁
場の向きを示す）螺旋回転している。第４図ａの
場合には右回りの螺旋回転であり、このときの電
磁石B1，B2に供給している電流の流れを逆にす
ると、電磁石B1，B2の磁場の向きは各々反対に
なり中心軸Ｍに沿つての磁場の回転方向は第４図
ｂに示す左回りの回転となる。このように、電磁
石B1，B2の供給電流の流れの向きを変えること
により、右回りラセンの磁場分布と左回りラセン
の磁場分布を切り替えることができる。このよう
な磁場分布をもつ空間の中心軸Ｍを通る高速電子
はローレンツ力を受け第４図ａの場合、右回りの
ラセンを描きながら走り、第４図ｂの場合には左
回りのラセン運動を行う。ラセン運動する高速電
子からは円偏光を放射する（上記参照文献
P.2685、文献P.718参照）。右回りのラセン運動
を行う電子からは左回りの円偏光を、左回りのラ
セン運動を行う電子からは右回りの円偏光をそれ
ぞれ放射する。電子の速度が光速に近いと、相対
論的効果により円偏光は強く前方方向に集中す
る。さらに磁石Ａと電磁石Ｂの各磁場で放射され
た光は互いに干渉し、下記第(1)式に示される波長
λ10（Å）で強め合う。
び電磁石Ｂ（B1，B2よりなる電磁石群）により発
生する磁場方向の分布は、中心軸Ｍに沿つて第４
図ａ，ｂに示すように（矢印は中心軸Ｍ上での磁
場の向きを示す）螺旋回転している。第４図ａの
場合には右回りの螺旋回転であり、このときの電
磁石B1，B2に供給している電流の流れを逆にす
ると、電磁石B1，B2の磁場の向きは各々反対に
なり中心軸Ｍに沿つての磁場の回転方向は第４図
ｂに示す左回りの回転となる。このように、電磁
石B1，B2の供給電流の流れの向きを変えること
により、右回りラセンの磁場分布と左回りラセン
の磁場分布を切り替えることができる。このよう
な磁場分布をもつ空間の中心軸Ｍを通る高速電子
はローレンツ力を受け第４図ａの場合、右回りの
ラセンを描きながら走り、第４図ｂの場合には左
回りのラセン運動を行う。ラセン運動する高速電
子からは円偏光を放射する（上記参照文献
P.2685、文献P.718参照）。右回りのラセン運動
を行う電子からは左回りの円偏光を、左回りのラ
セン運動を行う電子からは右回りの円偏光をそれ
ぞれ放射する。電子の速度が光速に近いと、相対
論的効果により円偏光は強く前方方向に集中す
る。さらに磁石Ａと電磁石Ｂの各磁場で放射され
た光は互いに干渉し、下記第(1)式に示される波長
λ10（Å）で強め合う。
λ10＝λ0（１＋K2）／2γ2 ……(1)
ただし、Ｋ＝0.093×B0×λ0、γ＝Ｅ／0.51で
与えられる（上記参考文献参照）。
与えられる（上記参考文献参照）。
ここで、λ0は第４図ａに示される磁場の１周期
長（cm）、B0は磁場の強さ（Ｋ Gauss）、Ｅは電
子のエネルギー（Me Ｖ）をそれぞれ表わす。
長（cm）、B0は磁場の強さ（Ｋ Gauss）、Ｅは電
子のエネルギー（Me Ｖ）をそれぞれ表わす。
次に上記第(1)式に基づいて、B0＝２（Ｋ
Gauss）、λ0＝６（cm）、Ｅ＝600（MeV）として波
長λ10を求めてみると、470Åとなる。この場合、
ラセン運動をする相対論的な電子の回転半径が約
10μｍ、ピツチ角（中心軸Ｍに対するラセン軌道
のなす角）が約1mnradianとそれぞれ判明した。
一般に磁石Ａと電磁石Ｂの数が多い程、干渉性は
向上し、放射光の強度は増加する。また、上記第
(1)式から明らかなように、電子のエネルギーＥお
よび磁場の強さB0が変化すると干渉す波長λ10は
変化するので、電磁石B1，B2の磁場方向を周期
的に変え、かつ、電子蓄積リング中を走つている
電子のエネルギーまたは磁場の強さを連続的に変
えることにより、波長λ10を可変とする右回り、
左回り円偏光が周期的に得られる。
Gauss）、λ0＝６（cm）、Ｅ＝600（MeV）として波
長λ10を求めてみると、470Åとなる。この場合、
ラセン運動をする相対論的な電子の回転半径が約
10μｍ、ピツチ角（中心軸Ｍに対するラセン軌道
のなす角）が約1mnradianとそれぞれ判明した。
一般に磁石Ａと電磁石Ｂの数が多い程、干渉性は
向上し、放射光の強度は増加する。また、上記第
(1)式から明らかなように、電子のエネルギーＥお
よび磁場の強さB0が変化すると干渉す波長λ10は
変化するので、電磁石B1，B2の磁場方向を周期
的に変え、かつ、電子蓄積リング中を走つている
電子のエネルギーまたは磁場の強さを連続的に変
えることにより、波長λ10を可変とする右回り、
左回り円偏光が周期的に得られる。
なお、交流電源９から円偏光発生装置７の磁場
発生部８に供給する交流電源９の電流の切替周期
を可変にすれば、円偏光の右回りおよび左回りの
繰返し周期は容易に変更できることは言うまでも
ない。
発生部８に供給する交流電源９の電流の切替周期
を可変にすれば、円偏光の右回りおよび左回りの
繰返し周期は容易に変更できることは言うまでも
ない。
以上詳細に説明したように、この発明は磁石と
電磁石を交互に配列し、電磁石の励磁により所定
の円偏光を得るようにしたので、既存の電子蓄積
リングを大幅に変更することなく、電子蓄積リン
グ中の電子にラセン運動を与え、かつ、容易にそ
の回転方向を周期的に変更できるため赤外線から
軟Ｘ線におよぶ広い波長範囲にわたつて物質の円
二色性測定および磁気円二色性測定が可能となる
応用範囲が広くて自由度の高い左右円偏光を発生
できる。また、スピン偏極電子の生成にも寄与で
きる等の利点を有する。
電磁石を交互に配列し、電磁石の励磁により所定
の円偏光を得るようにしたので、既存の電子蓄積
リングを大幅に変更することなく、電子蓄積リン
グ中の電子にラセン運動を与え、かつ、容易にそ
の回転方向を周期的に変更できるため赤外線から
軟Ｘ線におよぶ広い波長範囲にわたつて物質の円
二色性測定および磁気円二色性測定が可能となる
応用範囲が広くて自由度の高い左右円偏光を発生
できる。また、スピン偏極電子の生成にも寄与で
きる等の利点を有する。
第１図は電子蓄積リングの構成ブロツク図、第
２図はこの発明の一実施例を示す構成ブロツク
図、第３図はこの発明の実施例に適用する磁場発
生部の概略図、第４図ａ，ｂは電子ビーム軌道を
示す模式図である。 図中、１は偏向電磁石、２は高周波加速空胴、
３は真空路、４はインフレタク、５はパーターベ
ータ、６は直線部、７は円偏光発生装置、８は磁
場発生部、９は交流電源、１０は左右円偏光取り
出し口、Ebは電子ビーム、Ａ（A1，A2，…，）は
磁石、Ｂ（B1，B2，…）は電磁石、Ｍは中心軸で
ある。
２図はこの発明の一実施例を示す構成ブロツク
図、第３図はこの発明の実施例に適用する磁場発
生部の概略図、第４図ａ，ｂは電子ビーム軌道を
示す模式図である。 図中、１は偏向電磁石、２は高周波加速空胴、
３は真空路、４はインフレタク、５はパーターベ
ータ、６は直線部、７は円偏光発生装置、８は磁
場発生部、９は交流電源、１０は左右円偏光取り
出し口、Ebは電子ビーム、Ａ（A1，A2，…，）は
磁石、Ｂ（B1，B2，…）は電磁石、Ｍは中心軸で
ある。
Claims (1)
- １ 高速電子を蓄積する電子蓄積リングを用いた
円偏光発生装置であつて、電子ビームの進行方向
に沿つて２組の磁石列Ａ、Ｂを配置し、一方の磁
石列Ａはそれぞれ一定の強さの磁場をもつ複数の
永久磁石あるいは複数の電磁石からなり、この磁
石列Ａは磁場の方向を逆にした２種類の磁石A1，
A2が前記電子蓄積リングの周方向に等間隔で交
互に配置され、かつ、磁場の方向が前記電子蓄積
リングの周方向に直交するように配置されて構成
され、他方の磁石列Ｂは前記磁石列Ａと同じ程度
の強さの磁場をもつ複数の電磁石からなり、この
磁石列Ｂは磁場の方向を逆にした２種類の電磁石
B1，B2が前記磁石列Ａと同じ間隔で交互に前記
電子蓄積リングの周方向に配置され、かつ磁場の
方向が前記蓄積リングの周方向ならびに前記磁石
列Ａの磁場の方向に対してそれぞれ直交するよう
に、かつ前記磁石列Ａの磁場分布に対して1/4周
期、だけずらせて配置されて構成されるととも
に、前記電磁石列Ｂの磁場の方向を一斉に反転さ
せる交流電源を設けたことを特徴とする円偏光発
生装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23100783A JPS60124400A (ja) | 1983-12-07 | 1983-12-07 | 円偏光発生装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23100783A JPS60124400A (ja) | 1983-12-07 | 1983-12-07 | 円偏光発生装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60124400A JPS60124400A (ja) | 1985-07-03 |
| JPH047600B2 true JPH047600B2 (ja) | 1992-02-12 |
Family
ID=16916777
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23100783A Granted JPS60124400A (ja) | 1983-12-07 | 1983-12-07 | 円偏光発生装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60124400A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2022168443A1 (ja) | 2021-02-02 | 2022-08-11 | コベルコ建機株式会社 | 作業支援システムおよび作業支援複合システム |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0239646B1 (en) * | 1985-09-21 | 1990-08-29 | Sumitomo Heavy Industries, Ltd | Method of introducing charged particles into magnetic resonance type accelerator and magnetic resonance type accelerator based on said method |
| JPS6327000U (ja) * | 1986-08-05 | 1988-02-22 | ||
| EP0276437B1 (de) * | 1986-12-23 | 1991-03-13 | Siemens Aktiengesellschaft | Röntgenstrahlenquelle |
| JPH05129100A (ja) * | 1991-11-01 | 1993-05-25 | Mitsubishi Electric Corp | アンジユレータ装置 |
-
1983
- 1983-12-07 JP JP23100783A patent/JPS60124400A/ja active Granted
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2022168443A1 (ja) | 2021-02-02 | 2022-08-11 | コベルコ建機株式会社 | 作業支援システムおよび作業支援複合システム |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS60124400A (ja) | 1985-07-03 |
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