Ондулятор

 

настен ио .tc, -.. .вк40ъ.,;! Ф тб в т11 Е !

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советскнв

Социалистических

Республик рн680597

Х АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 040477 (2t) 2469894/18-25 с присоединением заявки N9 (23) Приоритет

Опубликовано 070881. Бюллетень М 29

Дата опубликования описания 070881 (51)м Кл 3

Н 05 Н 7/00

Государственный комитет

СССР оо делам изобретений и открытий (53) УДК 621. 384. 6 (088.8) (72) Авторы изобретения

M.М.Никитин, М.Б.Моисеев и H.H.Ôåäocååâ

Научно-исследовательский институт ядерной физики, электроники и автоматики при Томском политехническом институте им. С.М.Кирова (71) Заявитель (5 4 ) ОНДУЛЯ ТОР

Изобретение относится к ускорительной технике и используется, в частности для генерации электронами в магнитном ондуляторе излучения любой заданной форьы спектра, которое может быть использовано в научных исследованиях и прикладных работах.

Известен магнитный ондулятор, в котором параметры всех магнитных секций равны между собой p1). Любые магнитные ондуляторы, плоские или спиральные, всегда выполняют с одинаковым размером магнитных секций или одинаковым шагом спирали — для спирального ондулятора. При этом мощ-. 15 ность ондуляторного излучения приходится на правую гармонику частоты колебаний электрона при движении в такой системе, а ширина этой спектральной линии обратно пропорциональ- 20 на числу магнитных секций. Получить заданную форму спектра ондулятора излучения в таких конструкциях принципиально невозможно. Кроме того, ось траектории движения электрона

s известных структурах не совпадает с осью самого ондулятора и параметры пучка частиц на входе и выходе из установки не равны между собой. Этот недостаток не позволяет устанавливать 30 такие ондуляторы в кольце циклических ускорителей или накопителей электронов.

Наиболее близким техническим решением является ондулятор, содержащий магнитные секции различной длины и средства для возбуждения магнитного поля в них (2 . В такой конструкции в общем случае можно генерировать ондуляторное излучение сплошного спектра. Длинноволновая и коротковолновая границы этого спектра определяются соответственно наибольшим и наименьшим периодом магнитного поля ондулятора.

К недостаткам этого устройства огносится то, что длина магнитных секций определяет только спектральный интервал излучения, а получить заданную форму этого спектра излучения невозможно, так как невозможно произвольно изменять величину магнитного поля в каких-.либо секциях такого ондулятора, ибо это приведет к срыву свободного прохождения ондулятора электроном и попаданию era на стенки ондулятора; ось траектории движения частиц не совпадает с осью магнитной системы ондулятора, при этом частицы попадают в рассеянные магнитные поля

6 80597 что искажает параметры ондуляторного излучения; параметры электронного пучка, координаты и направление вектора скорости на входе и выходе из устройства не совпадают, что делает невозможным использование такого ондулятора в кольце электронного синхротрона или накопителя.

Целью изобретения является получение ондуляторного излучения регулируемой интенсивности.

10 где P

Это достигается тем, что в предлагаемом ондуляторе каждые четыре секции объединены в блок, причем отношение длины крайних секций блока к длине внутренних удовлетворяет соотношению о/ее я»,-i), где q = /н, / н /, Н, — среднее значение магнитного поля внутренних секций;

Й вЂ” среднее значение магнитного

2 поля в крайних магнитных секциях.

На фиг. 1 и 2 схематически изображены предлагаемый ондулятор и траектория движения электр на в нем. На 25 фиг. 1 обозначено: P = 2(аi + Ьi) длина i — го блока ондулятора, а„ и

Й вЂ” длина и среднее значение магнит2» ного поля крайних секций 1-ro блока, Ь„ и Н/, — длина и среднее значение 3О поля во внутренних магнитных секциях

i-го блока. В общем случае длина волны /» »/ -ой гармоники спектра онч дуляторного излучения равна

21) Ро длина периода магнитного поля вдоль оси движения электрона; скорость продольного " о дрейфа электрона в бло2 ке;

$ rnc /Š— релятивистский фактор;

Е энергия электрона, ч7 угол наблюдения от оси конуса излучения. 45

Мощность ондуляторного излучения сосредоточена, в основном, в первой гармонике спектра. Следовательно, при » = 1, (= const и »» = 0 (наблюдение по оси конуса излучения) полу- 5у чим /» P. В данном случае различные длины волн излучения определяются различными длинами периодов магнитногр .поля ондулятора, т.е. различной длиной блоков магнитных секций.. Констру(акция блоков из четырех секций позволяет скорректировать траекторию движения электрона в каждом отдельном блоке независимо от других.

Это позволяет легко набирать ондулятор иэ блоков любой длины и любого 40 количества, не изменяя параметров пучка на выходе ондулятора относительно его входа и всегда получая совмещение оси движения электрона с осью ондулятора. При этом в каждом блоке обязательно должны выполняться указанные соотношения для длин магнитных секций в блоке и величины полей в них.

С другой стороны число излучаемых фотонов в каждом блоке д сильно зависит от величины магнитного поля в секциях блока и определяется выражением

g = (0,435 10 /(1+ )) Р Н, (2) где Н вЂ” среднее значение магнитного поля в блоке, P» V/c;

V — скорость электрона;

С вЂ” скорость света.

Таким образом, при сохранении постояннбго соотношения для каждого данного блока длин магнитных секций и соотношения полей в них можно изменять сами величины магнитных полей в секциях и тем самым изменять интенсивность излучения частиц в данном блоке, т.е. на данной длине волны. Причем в отличие от прототипа при любом изменении величины магнитных полей в секциях блока (но при определении их соотношения, укаэанном выше) основной характер движения частицы в блоке будет оставаться неизменным, т.е. электрон, проле-. тая такой ондулятор, генерирует ондуляторное излучение различной интенсивности на различных длинах волн.

Формула изобретения

Ондулятор, содержащий магнитные секции различной длины и средства для возбуждения магнитного поля в них, отличающийся тем, что, с целью получения ондуляторного излучения регулируемой интенсивности, каждые четыре секции объединены в блок, причем отношение Длины крайних секций блока к длине внутренних удовлетворяют соотношению а/Ь

1 Г=-С, где «»7, »/ Н» / Н !, H — среднее значение магнитного ( поля внутренних секций;

Й вЂ” среднее значение магнитного поля крайних магнитных секций блока.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Алферов Д.A. и др. Препарат

9 118, ФИАН СССР, 1975.

2. Авторское свидетельство СССР по заявке 9 2320135/25, 20.08.76, по которой принято положительное решение.

680597

Составитель Е.Громов

Техред М. Голинка Корректор В.Бутяга

Редактор В.фельдман филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Заказ 5870/47 Тираж 889 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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