Ондулятор

Ондулятор

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

О П И С А Н И Е " 82О64О

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Саво Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-,ву— (22) Заявлено 21.12.79 (21) 2856388/18-25 (51) М. Кл.

Н 05 Н 7/00 с п рисовдинением заявки №вЂ”

Государственный комитет (23) Пр,иоритет— оо делам изобретений и открытий

Опубликовано 23.02.82. Бюллетень ¹ 7 (53) УДК 621.384.6 (088.8) Дата опубликования описания 23.02.82 (72) Авторы изобретевия (71) Заявитель

М. М. Никитин и А, Ф. Медведев

Научно-исследовательский институт ядерной физики при Томском ордена Октябрьской Революции и ордена Трудового Красного Знамени политехническом институте им. С. М. Кирова (54) ОНДУЛЧТОР

Изобретение относится к ускорительной технике и может быть использовано на накопителях заряженных частиц для генерации ондуляторного излучения круговой поляризации в необходимом интервале длин волн и использования этого излучения в работах по физике твердого тела, фотохимии, биологии и в прикладных целях, Известен магнитный ондулятор ll).

Это устройство может удовлетворительно работать только в том случае, если через него пропускают только один электрон точно по оси установки (или электронный пучок, поперечные размеры которого пренебрежимо малы по сравнению с диаметром установки) . Однако поперечные размеры реальных пучков даже в.сильнофокусирующих синхротронах составляют несколько миллиметров. Особенно велик радиальный размер пучка по сравнению с вертикальным из-за квантовых флуктуаций синхротронного излучения частиц в ускорителе. Увеличение диаметра соленоидов приводит к искажению распределения магнитных полей внутри катушек и требует значительного увеличения мощности источников питания.

Все существующие и строящиеся электронные синхротроны и накопители имеют апертуру вакуумной камеры в форме эллипса. Таковы оптимальные условия конструкции этих установок и динамики движения пучков в них, Следовательно, наименьпшй диаметр обмотки спирального ондулятора определяется наибольшей осью (радиаль5 ным размером) апертуры вакуумной камеры. Понятно, что помещение такого ондулятора внутрь вакуумной камеры или хотя бы частичное перекрытие ес недопустимо, так как это, как известно, приводиг к потере

10 электронного пучка уже на начальном этапе ускорения. Таким образом, КПД такой конструкции ондулятора низок, так как с увеличением диаметра обмоток требуется существенное увеличение тока, питающего

15 ондулятор, для получения требуемой величины поля в области движения пучка частиц.

Ондуляторы, как известно, устанавливаются в прямолинейные промежутки элект20 ронных синхротронов или накопителей. Однако обмотки спирального ондулятора обвивают вакуумную камеру промежутка со всех сторон и тем самым затрудняют использование прямолинейного промежутка для под25 ключения вакуумных насосов и пр. Приходится уменьшать длину ондулятора для освобождения части прямолинейного промежутка и тем самым уменьшать мощность ондуляторного излучения, которая прямо

30 пропорциональна длине ондулятора, что

820640

3 опять же приводит к уменьшению общего

КПД установки.

Известен также ондулятор, содержащий магнитные секции, расположенные последовательно друг за другом вдоль одной оси, каждая из которых выполнена из двух частей, повернутых одна относительно другой (21.

Однако радиальный размер апертуры вакуумной камеры (или, если ондулятор сам помещен в вакуум, то радиальный размер пространства, соответствующий апертуре камеры, в которой движутся электроны) ис позволяет приблизить магниты и пучку частиц в радиальном направлении и тем самым повысить КПД установки. Кроме того, невозможно использовать прямолинейный промежуток синхротрона или накопителя для других целей (например, для подключения вакуумных насосов, установки датчиков индикации и т. п.) в области, занимаемой ондулятором.

Целью изобретения является повышение КПД ондулятора.

Поставленная цель достигается тем, что в известном ондуляторе, содержащем магнитные секции, расположенные последовательно друг за другом вдоль одной оси, каждая из которых выполнена из двух частей, повернутых друг относительно друга, обе части магнитных секций расположены в двух параллельных друг другу и оси ондулятора плоскостях, причем одна из одноименных частей каждой секции в каждой из плоскостей повернута вокруг оси, параллельной оси ондулятора относительно другой части на 90, и уложена симметрично относительно оси ондулятора.

На фиг. 1 изображена схема ондулятора предлагаемой конструкции. Для примера, на 90 вокруг своей оси, параллельной оси установки, уложена каждая вторая часть магнитных секций. На фиг. 2 видно, что эти части магнитных секций расположены перпендикулярно другим их частям и уложены симметрично относительно продольной оси ондулятора. Все магнитные секции в этом случае расположены только с двух сторон вакуумной камеры, открывая свободный доступ к камере с двух сторон для проведения многих других работ. Полюса магнитных секций в данном случае расположены выше и ниже вакуумной камеры и поэтому радиальный размер вакуумной камеры может быть любым (это весьма существенно

4 для изготовления в будущем сложных специализированных источников ондуляторного излучения). Кроме того, сами магниты могут быть любые: постоянные, электромагниты (с железом или безжелезные). Спектр ондуляторного излучения определяется периодом Т винтового магнитного поля.

Устройство работает следующим образом.

10 Вдоль продольной оси ондулятора flpoпускают пучок электронов. В области прохождения пучка частиц в установке имеется винтовое магнитное поле, созданное в данной конструкиии, с периодом Т. Злектро15 ны в таком поле движутся также по винтовой траектории. Следовательно, излучение электронов получается циркулярно поляризованным. Если магнитные секции выполнены в виде электромагнитов, то простым переключением тока в обмотках электромагкитов на обратный получают винтовое магнитное поле в установке обратного знака, а следовательно, и электрический вектор поля ондуляторного излучения также враща25 ется в противоположную сторону.

Особо важное значение изобретение имеет при установке оидулятора в прямолинейный промежуток электронных накопителей, так как позволяет генерировать ондуляторное излучение круговой поляризации в особенно интересной для исследований вакуумно-ультрафиолетовой области спектра.

Формула изобретения

Ондулятор, содержащий магнитные секции, расположенные последовательно друг за другом вдоль одной оси, каждая из которых выполнена из двух частей, повернутых одна относительно другой, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения КПД ондулятора, обе части магнитных секций распо45 ложены в двух параллельных друг другу и оси ондулятора плоскостях, причем одна из одноименных частей каждой секции в каждой из плоскостей повернута вокруг оси, параллельной оси ондулятора относительно другой части на 90, и уложена симметрично относительно оси ондулятора.

Источники и нфор,м ации, прянятые во вн1имание при аиспертизе

1. Препринт ФИАН СССР N 118, 1975.

2. Авторское свидетельство СССР

М 608421, кл. Н05Н 7/00, 1976 (прототии).

820640 (e ) — — — e — Я вЂ” — C++ — E3—

Составители Е. Медведев

Тсхред А. Камышннкова

Редактор С. Титова

Корректор !Е Федорова

Заказ 946

Изд, № 110 Тираж 856

В1!ИИГ!И Государствснного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, .Ж-35, Раушская наб., д, 4/5

Подписное

Загорская типография Упрполпграфиздата Мособлпсполкома