Источник синхротронного излучения типа держатель пучка

 

Изобретение относится к технике ускорения заряженных частиц, к специализированным источникам синхротронного излучения. Держатель пучка может применяться в технологии, метрологии, научных исследованиях по взаимодействию излучения с веществом и др. в качестве сверхминиатюрного и дешевого источника синхротронного излучения. Сущность изобретения заключается в том, что увеличение осевых размеров пучка, орбита которого находится полностью внутри ускоряющего резонатора, производится вынуждающей силой электрического поля резонатора ТЕМ-волны, расположенного внутри ускоряющего таким образом, чтобы взаимовлияние двух резонаторов сводилось до допустимого минимума. Модулирующий резонатор ТЕМ-волны выполнен в виде полуволнового резонатора с разрезом в области орбиты пучка, имеющего общий корпус с резонатором H₁₁₁ при этом ось резонатора ТЕМ-волны расположена параллельно оси электромагнита ведущего магнитного поля и проходит через орбиту пучка. 1 ил.

Изобретение относится к технике ускорения заряженных частиц, к специализированным источникам синхротронного излучения.

Известны классические специализированные источники синхротронного излучения накопители электронов, содержащие возбудители электромагнитного поля, действующего на пучок однократно или с частотой осевых бетатронных колебаний для увеличения осевого размера пучка, помещаемые у его орбиты в местах, свободных от ускоряющего высокочастотного поля (высокочастотных резонаторов) [1] Однако применение таких конструкций невозможно в новых специализированных источниках синхротронного излучения держателях пучка в тех типах, где его орбита расположена полностью внутри ускоряющего резонатора [2] Технический результат изобретения заключается в возможности получения необходимых параметров электронного пучка в держателе, позволяющих использовать его излучение (синхротронное) в технологических процессах, в рентгенолитографии и метрологии.

Для достижения технического результата в держателе пучка, содержащем электромагнит ведущего магнитного поля, ускоряющий резонатор и источник частиц тепловых скоростей, ускоряющий резонатор выполнен в виде конструкции из двух резонаторов: волны Н₁₁₁ и ТЕМ-волны, причем последний является полуволновым резонатором с разрезом в области орбиты пучка, а его ось расположена параллельно оси электромагнита ведущего магнитного поля и проходит через орбиту пучка.

В настоящее время неизвестны устройства, в которых есть совокупность признаков, являющихся отличительными в заявленном решении, т.е. данное техническое решение является новым.

Заявленное устройство имеет изобретательский уровень, т.е. оно явным образом не следует из уровня техники. Были проведены теоретические и экспериментальные изыскания, обеспечивающие достижение технических результатов.

На чертеже схематически изображен держатель пучка, где 1 электромагнит ведущего магнитного поля. 2 цилиндрический резонатор волны Н₁₁₁, 3 источник электронов тепловых скоростей (термокатод и антикатод, соосно), 4 полуволновый резонатор волны ТЕМ в виде двух четвертьволновых резонаторов по обе стороны плоскости орбиты пучка, 5 пучок электронов, Е₁ вектор электрического поля волны Н₁₁₁, Е₂ вектор электрического поля волны ТЕМ.

Держатель пучка работает следующим образом.

Сначала проводятся операции, связанные с формированием электронного пучка на релятивистской орбите и его ускорением до необходимой энергии. Далее полуволновый резонатор, состоящий из двух связанных четвертьволновых, возбуждается на частоте связи, соответствующей противофазным колебаниям. Поле резонатора Е₂ создает вынуждающую силу, вызывающую резонансную раскачку осевых бетатронных колебаний. Расположение оси этого резонатора перпендикулярно вектору Е₁ поля ускоряющего резонатора волны Н₁₁₁ обеспечивает минимальное взаимовлияние резонаторов друг на друга. Увеличение осевых размеров пучка, как известно, в некоторых случаях необходимо при технологических процессах в рентгенолитографии, а также в метрологии. Регулировка осевых размеров производится регулированием СВЧ-мощности, возбуждающей ТЕМ-резонатор.

Таким образом, предложенный держатель пучка может применяться в технологических процессах (рентгенолитография), метрологии и др. где параметры синхротронного излучения должны обладать спецификой, соответствующей тому или иному случаю, в частности связанному с осевым размером пучка.

Формула изобретения

ИСТОЧНИК СИНХРОТРОННОГО ИЗЛУЧЕНИЯ ТИПА ДЕРЖАТЕЛЬ ПУЧКА с регулируемым размером излучающей области, содержащий электромагнит ведущего магнитного поля, ускоряющий резонатор волны H₁₁₁ и источник частиц тепловых скоростей, отличающийся тем, что он дополнительно снабжен модулирующим резонатором ТЕМ-волны, выполненным в виде полуволнового резонатора с разрезом в области орбиты пучка и имеющим общий корпус с резонатором H₁₁₁, при этом ось резонатора ТЕМ-волны расположена параллельно оси электромагнита ведущего магнитного поля и проходит через орбиту пучка.

РИСУНКИ

Рисунок 1