(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の磁極と永久磁石を周期的に組み合わせた上側と下側の１対の磁石列が対向して設けられている平板型円ないし楕円偏光ハイブリッドアンジュレータにおいて、
前記の対向した１対の磁石列は、各磁石列に含まれる磁極が互いに対向し且つ永久磁石も互いに対向するよう配置され、
各磁石列に含まれる前記磁極は、凹型形状を有し且つ当該凹部が対向するよう配置され、
各磁石列に含まれる前記永久磁石は、周期的に組合わされた方向に交互に磁化され、且つ上側と下側の対向する永久磁石の磁化の方向は互いに逆向きに磁化されており、
前記磁極及び永久磁石が前記１対の磁石列の上側と下側で反対向きに斜めにして並べられている
ことを特徴とする平板型円ないし楕円偏光ハイブリッドアンジュレータ。
【請求項２】
複数の磁極と永久磁石を周期的に組み合わせた上側と下側の１対の磁石列が対向して設けられている平板型可変偏光ハイブリッドアンジュレータにおいて、
前記の対向した１対の磁石列は、各磁石列に含まれる磁極が互いに対向し且つ永久磁石も互いに対向するよう配置され、
各磁石列に含まれる前記永久磁石は、周期的に組合わされた方向に交互に磁化され、且つ上側と下側の対向する永久磁石の磁化の方向は互いに逆向きに磁化されており、
前記磁極及び永久磁石が前記１対の磁石列の上側と下側で反対向きに斜めにして並べられており、
前記磁極は、前記１対の磁石列が対向する上下方向に沿って少なくとも３つに分割されその各々が前記上下方向に移動可能な少なくとも３つの磁極部材から成る
ことを特徴とする平板型可変偏光ハイブリッドアンジュレータ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、円ないし楕円偏光を発生するあるいは偏光が可変である平板型ハイブリッドアンジュレータに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の平板型の円偏光アンジュレータは、Ｓ．Ｓａｓａｋｉらの論文”Ｄｅｓｉｇｎ  ｏｆ  ａ  ｎｅｗ  ｔｙｐｅ  ｏｆ  ｐｌａｎａｒ  ｕｎｄｕｌａｔｏｒ  ｆｏｒ  ｇｅｎｅｒａｔｉｎｇ  ｖａｒｉａｂｌｙ  ｐｏｌａｒｉｚｅｄ  ｒａｄｉａｔｉｏｎ”（１９９３年、ＮＵＣＬＥＡＲ  ＩＮＳＴＲＵＭＮＥＴＳ  ＆  ＭＥＴＨＯＤＳ  ＩＮ  ＰＨＹＳＩＣＳ  ＲＥＳＥＲＣＨ）に示されるように永久磁石だけをくみあわせて作るものであった。
【０００３】
なお、平板型の直線偏光アンジュレータであるが、永久磁石のみを磁極と永久磁石とを組み合わせたハイブリッド型にすると、より強い磁場を発生することが、Ｋ．Ｈａｌｂａｃｈの論文”ＰＥＲＭＡＮＥＴ  ＭＡＧＮＥＴ  ＵＮＤＵＬＡＴＯＲＳ”（１９８３年２月、ＪＯＵＲＮＡＬ  ＤＥ  ＰＨＹＳＩＱＵＥ）に述べられている。
【０００４】
従来の平板型円偏光アンジュレータはその磁気回路の構造が複雑であった。具体的には、上記Ｓ．Ｓａｓａｋｉらの論文に開示されているものは、永久磁石が並べられている磁石列の方向に沿ってこの磁石列を上側と下側とのそれぞれの側に並列に配置された１対の磁石列を設け、合計４つの磁石列を用いるものであった。また、従来の他の形態のものでは、円偏光を生じるために永久磁石が並べられている磁石列の方向に沿ってこの磁石列を上下１対の外に左右に１対の磁石列を設け、即ち、４つの磁石列を断面が矩形となるよう配置しなければならなかった。なお、楕円偏光の場合も同様の問題点があった。
【０００５】
更に、より強い磁場を発生することができる利点を有するハイブリッド型では円偏光又は楕円偏光を生じさせる、あるいは偏光を変えることができる平板型アンジュレータはこれまでなかった。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的の１つは、構造が簡単で製作が容易である平板型円ないし楕円偏光ハイブリッドアンジュレータを提供することにある。
【０００７】
本発明の別の目的は、偏光が可変の平板型ハイブリッドアンジュレータを提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記の１つの課題を解決するため、本発明の平板型円ないし楕円偏光ハイブリッドアンジュレータは、複数の磁極と永久磁石を周期的に組み合わせた上側と下側の１対の磁石列が対向して設けられており、前記の対向した１対の磁石列は、各磁石列に含まれる磁極が互いに対向し且つ永久磁石も互いに対向するよう配置され、各磁石列に含まれる前記磁極は、凹型形状を有し且つ当該凹部が対向するよう配置され、各磁石列に含まれる前記永久磁石は、周期的に組合わされた方向に交互に磁化され、且つ上側と下側の対向する永久磁石の磁化の方向は互いに逆向きに磁化されており、前記磁極及び永久磁石が前記１対の磁石列の上側と下側で反対向きに斜めにして並べられていることを特徴とする。
【０００９】
上記の別の課題を解決するため、本発明の平板型可変偏光ハイブリッドアンジュレータは、複数の磁極と永久磁石を周期的に組み合わせた上側と下側の１対の磁石列が対向して設けられており、前記の対向した１対の磁石列は、各磁石列に含まれる磁極が互いに対向し且つ永久磁石も互いに対向するよう配置され、各磁石列に含まれる前記永久磁石は、周期的に組合わされた方向に交互に磁化され、且つ上側と下側の対向する永久磁石の磁化の方向は互いに逆向きに磁化されており、前記磁極及び永久磁石が前記１対の磁石列の上側と下側で反対向きに斜めにして並べられており、前記磁極は、前記１対の磁石列が対向する上下方向に沿って少なくとも３つに分割されその各々が前記上下方向に移動可能な少なくとも３つの磁極部材から成ることを特徴とする。
【００１０】
【発明の実施の形態】
図１は本発明による好適実施形態の平板型円偏光ハイブリッドアンジュレータの構造を概略的に示す。図１を参照すると、平板型円偏光ハイブリッドアンジュレータは、１対の磁石列即ち上側磁石列１０及び下側磁石列１２から成る磁気回路を備える。各磁石列１０、１２は、周期的に組み合わせて交互に並べられた磁極１４及び永久磁石１６を有する。上側及び下側の磁石列１０、１２は、これらに含まれる磁極１４が互いに対向するように、また永久磁石１６も互いに対向するように配置されている。上側及び下側の磁石列１０及び１２に含まれる磁極１４は凹型の断面形状を有し、且つ上側の磁極１４の凹部と下側の磁極１４の凹部とが対向するように配置されている。上側及び下側の磁石列１０及び１２に含まれる永久磁石１６は、図１において矢印で示されるように、並べられた方向に且つ交互に向きが逆になるように磁化されている。また、上側磁石列１０の永久磁石１６とこれに対向する下側磁石列１２の永久磁石１６とは磁化の方向が逆になるよう磁化されている。更に、上側磁石列１０の磁極１４及び永久磁石１６と下側磁石列１２の磁極１４及び永久磁石１６とは上側と下側で反対向きに同じ角度で斜めにして並べられている。
【００１１】
従来のように磁極及び永久磁石を並べる方向に対して直交させて配置する場合には磁場は垂直方向成分のみしか発生しないが、磁気回路を上記のような構造にすると、磁場は９０度位相がずれた形で水平方向成分ができ、その結果、楕円偏光アンジュレータ磁場が生成される。更に、磁極１４の凹型形状の凹み方を加減して、水平方向成分と垂直方向成分を等しくすることによって円偏光アンジュレータ磁場が生成される。
【００１２】
図２及び図３は、図１に示される平面図円偏光ハイブリッドアンジュレータの具体的寸法の一例を示す。図２は、図１に示される平板型円偏光ハイブリッドアンジュレータを図１においてＡ−Ａ矢視から見た側面図を示す。なお、図２は、図１に示される上側磁石列１０及び下側磁石列１２の各々において左側から４つの磁極１４と３つの永久磁石１６のみを示し、且つ残りの磁極１４及び永久磁石１６がない形で示されている。図３は、図１に示される平板型円偏光ハイブリッドアンジュレータの下側磁石列１２の平面図であり、下側磁石列１２の左側から４つの磁極１４と３つの永久磁石１６のみを示し、且つ残りの磁極１４及び永久磁石１６がない形で示されている。
【００１３】
図４は、図１に示される構造で円偏光を生成するようにされた平板型円偏光アンジュレータの中心軸上の磁場分布を計算した結果を示す。なお、図４における磁場の値は図２及び図３に示される中心軸上のものである。また、計算諸元は、次のとおりである。
【００１４】
機械的寸法及び配置等は図２及び図３に示されるとおりである。主要な点を以下に記載する。図３に示されるように、下側磁石列１２の磁極１４及び永久磁石１６は中心軸に対して直交する面より右方向に４５度斜めにして並べられており、一方図示されていないが、上側磁石列１０の磁極１４及び永久磁石１６は中心軸に対して直交する面より左方向に４５度斜めにして並べられている。中心軸に沿った、磁極１４の繰り返しピッチ及び永久磁石１６の繰り返しピッチは共に３０ｍｍであり、即ち、磁場周期が６０ｍｍになるようになっていて磁極１４と永久磁石１６の厚みは同じで１０．６ｍｍである。図２に示されるように、上下の永久磁石１６の間隙は１５ｍｍである。磁極１４の凹部の深さは５ｍｍである。磁極１４の中心軸側の頂面は永久磁石１６の中心軸側の頂面より２．５ｍｍ中心軸側に突出している。図３に示す磁極１４の角ａは中心軸から１５ｍｍずれており、また図３に示す磁極１４の凹部の角ｂも中心軸から１５ｍｍ離れた位置にある。磁極１４は高さが３０ｍｍ、幅が５３．０３ｍｍ、凹部の差し渡しが３１．８２ｍｍである。永久磁石１６は高さが４０ｍｍ、幅が７４．２５ｍｍである。
【００１５】
また、永久磁石１６の材質は信越化学工業製のＮ３６Ｈ”というＮｄ−Ｆｅ−Ｂ系の永久磁石であり、磁極１４の材質はパーメンダーと呼ばれる磁性体である。
【００１６】
図４における水平方向（黒四角印）及び垂直方向（丸印）の磁場強度の変化の関係から２つの磁場強度はその振幅が同じで位相が９０度ずれており確かに円偏光が生じていることがわかる。なお、図４に示すグラフの横軸の位置において０．０５ｍの位置が図１に示される一番左端の角（図１における点Ｐの位置）に対応する。
【００１７】
図５は、本発明による好適実施形態の平板型可変偏光ハイブリッドアンジュレータの構造を概略的に示す。図５において、図１と同一あるいは類似の要素は同一の参照番号を付し、その説明を繰り返さない。図５に示す実施形態が、図１に示す実施形態と相違する点は、図５に示されるように、磁極１４が１対の磁石列１０及び１２が対向する上下方向に沿って３つに分割された磁極部材１４０、１４２及び１４４から成り、且つその各々が前記上下方向に移動可能なように構成されていることにある。即ち、磁極１４は外側の部分の磁極部材１４２及び１４４と内側の部分の磁極部材１４０に分割され、それぞれ上下方向に可動し、磁極部材１４２及び１４４の上面と永久磁石１６の上面との高さ（位置）の差ａと、磁極部材１４２及び１４４の上面と磁極部材１４０の上面との高さ（位置）の差ｂの大きさを変えることによって、円偏光から楕円偏光に又その逆に偏光度を変えることができる。
【００１８】
図６は、上記の差ａ、ｂを変えることにより偏光度が変わることを示すため中心軸上の磁場分布を計算した結果を示す。この計算例では、差ａは２．５ｍｍに固定し、差ｂのみを変えている。なお、他の機械的寸法及び配置の位置及び磁極１４及び永久磁石１６の材質は図４の場合と同一である。図６の（Ａ）は、ｂ＝０の場合、即ち３つの磁極部材１４０、１４２及び１４４の上面が同一高さにある場合を示し、また、図６の（Ｂ）は、ｂ＝−９．０ｍｍの場合、即ち磁極部材１４０の上面が磁極部材１４２及び１４４の上面より９ｍｍ下がっている（従って磁極１４の断面形状は凹型になる）場合を示す。図６の（Ａ）に示される水平方向と垂直方向の磁場強度の振幅と位相関係から円偏光が発生されていることがわかる。また、図６の（Ｂ）に示される水平方向と垂直方向の磁場強度の振幅と位相関係から楕円偏光が発生されていることがわかる。なお、図６に示す（Ａ）及び（Ｂ）の双方のグラフの横軸の位置において０．０ｍの位置が図５に示される一番左端の角（図５における点Ｐの位置）に対応する。
【００１９】
上記計算例では、差ａを固定したが、これを変えても偏光度が変わることは当該技術の知見から当業者には明らかである。また、磁極部材１４０、１４２及び１４４を上下方向に移動させる手段は、アンジュレータの使用目的に応じていずれの既知の移動機構を適宜採用し得る。
【００２０】
なお、本発明のハイブリッドアンジュレータの磁気回路の特徴の一つは、垂直方向成分のみではなく９０度位相がずれた形で水平方向成分を生じさせるため、磁極と永久磁石とを上側と下側で反対向きに斜めにして並べることにある。従って、本発明は、前述した実施形態に限定されず、上記斜めにする角度は４５度に限定されるものではなく、他の角度であっても良い。
【００２１】
また、偏光を可変にするため図５に示される実施形態においては磁極１４を３分割しているが、本発明はこれに限定されず、それより多く分割してそれぞれを上下に可動させるようにしても良い。
【００２２】
【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、磁場の垂直方向成分の外に水平方向成分が発生し、従って円偏光や楕円偏光の磁場を上下２列の磁石列で発生でき、アンジュレータの磁気回路の構造が簡単になり、製作も容易になる。
【００２３】
また、磁極を分割してそれぞれを上下方向に移動可能にすることにより、円偏光から楕円偏光の間で偏光度を自由に変えられる平板型の可変偏光ハイブリッドアンジュレータを簡単に実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による好適実施形態の平板型円偏光ハイブリッドアンジュレータの構造を概略的に示す。
【図２】図１に示される平面図円偏光ハイブリッドアンジュレータの具体的寸法の一例を示すための部分的側面図である。
【図３】図１に示される平面図円偏光ハイブリッドアンジュレータの具体的寸法の一例を示すための下側磁石列１２の部分的平面図である。
【図４】図１に示される構造で円偏光を生成するようにされた平板型円偏光アンジュレータの中心軸上の磁場分布を計算した結果を示す。
【図５】本発明による好適実施形態の平板型円可変偏光ハイブリッドアンジュレータの構造を概略的に示す。
【図６】磁極を構成する３つの磁極部材をそれぞれ可動にすることにより偏光度を変えられることを示すため中心軸上の磁場分布を計算した結果を示す。
【符号の説明】
１０：上側磁石列
１２：下側磁石列
１４：磁極
１６：永久磁石
１４０、１４２、１４４：磁極部材
【図１】
0003566830.tif 000002
【図２】
0003566830.tif 000003
【図３】
0003566830.tif 000004
【図４】
0003566830.tif 000005
【図５】
0003566830.tif 000006
【図６】
0003566830.tif 000007