(57)【要約】【課題】着磁後に連結しても、連結部および連結部付近の磁束密度分布が、電子の軌道の安定性に影響を与えない安定性がよい磁束密度分布であり、これに伴い運搬の作業性がよいアンジュレータ用磁石を提供する。【解決手段】第１方向に進む電子を蛇行させることで放射光を発生させるアンジュレータに用いるアンジュレータ用永久磁石であって、アンジュレータ用永久磁石は、第１方向の一方の端面が、他のアンジュレータ用永久磁石と連結する第１連結面を構成し、第１方向と直交する第２方向における一方の磁極面において、Ｎ極およびＳ極が第１方向に交互に構成されることで複数のピークを有する磁束密度分布を発生させ、複数のピークを、第１連結面の側から順に、第ｍピークＰｍ（ｍは１以上の整数）と表すと、第１ピークＰ１の大きさは、第３ピークＰ３の大きさよりも大きい。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１方向に進む電子を蛇行させることで放射光を発生させるアンジュレータに用いるアンジュレータ用永久磁石であって、
前記アンジュレータ用永久磁石は、
前記第１方向の一方の端面が、他のアンジュレータ用永久磁石と連結する第１連結面を構成し、
前記第１方向と直交する第２方向における一方の磁極面において、Ｎ極およびＳ極が前記第１方向に交互に構成されることで複数のピークを有する磁束密度分布を発生させ、
前記複数のピークを、前記第１連結面の側から順に、第ｍピークＰｍ（ｍは１以上の整数）と表すと、第１ピークＰ１の大きさは、第３ピークＰ３の大きさよりも大きい、
ことを特徴とするアンジュレータ用永久磁石。
【請求項２】
第２ピークＰ２の大きさは、第４ピークＰ４の大きさよりも大きい、ことを特徴とする請求項１に記載のアンジュレータ用永久磁石。
【請求項３】
第５ピークＰ５の大きさは、前記第３ピークＰ３の大きさよりも大きく、前記第１ピークＰ１の大きさよりも小さいことを特徴とする請求項１または２に記載のアンジュレータ用永久磁石。
【請求項４】
前記第１ピークＰ１の大きさは、前記第１連結面の側から奇数番目の前記複数のピークの大きさの平均よりも大きいことを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載のアンジュレータ用永久磁石。
【請求項５】
前記第３ピークＰ３の大きさは、前記第１連結面の側から奇数番目の前記複数のピークの大きさの平均よりも小さいことを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１項に記載のアンジュレータ用永久磁石。
【請求項６】
前記複数のピークのうち、前記第１方向の他方の端面の側からみた最初のピークの大きさは、前記第１連結面の側から偶数番目の前記複数のピークの大きさの平均の半分であることを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１項に記載のアンジュレータ用永久磁石。
【請求項７】
前記磁極面に形成される複数の磁極幅は、前記第１連結面から前記第１方向の他方の端面に亘って、前記第１方向に沿って等しいことを特徴とする請求項１ないし６のいずれか１項に記載のアンジュレータ用永久磁石。
【請求項８】
前記第２方向の前記一方の磁極面および他方の磁極面のうちいずれかにおいて、前記第２方向に凸となる凸部を有することを特徴とする請求項１ないし７のいずれか１項に記載のアンジュレータ用永久磁石。
【請求項９】
前記第１連結面は、前記第１方向に凸となる凸部または前記第１方向に凹となる凹部を有することを特徴とする請求項１ないし８のいずれか１項に記載のアンジュレータ用永久磁石。
【請求項１０】
前記第２方向における前記磁極面のうち、前記電子が通過する経路に面する磁極面と反対の磁極面にヨークが取り付けられていることを特徴とする請求項１ないし９のいずれか１項に記載のアンジュレータ用永久磁石。
【請求項１１】
前記ヨークの前記第１方向の長さは、前記反対の磁極面の前記第１方向の長さよりも短いことを特徴とする請求項１０に記載のアンジュレータ用永久磁石。
【請求項１２】
前記ヨークの前記第１方向および前記第２方向に直交する第３方向の長さは、前記反対の磁極面の前記第３方向の長さよりも短いことを特徴とする請求項１０または１１に記載のアンジュレータ用永久磁石。
【請求項１３】
請求項１ないし１２のいずれか１項に記載のアンジュレータ用永久磁石を互いの前記第１連結面で連結されて形成された磁石対であって、
前記磁石対の一方のアンジュレータ用永久磁石の前記第１方向の磁束密度分布の前記第１連結面の側からみた最初のピークの磁束密度の向きと、前記磁石対の他方のアンジュレータ用永久磁石の前記第１方向の磁束密度分布の前記第１連結面の側からみた最初のピークの磁束密度の向きと、が互いに反対の関係にある、
ことを特徴とする磁石対。
【請求項１４】
前記第１方向の他方の端面は、他のアンジュレータ用永久磁石と連結する第２連結面であり、
前記複数のピークを、前記第２連結面の側から順に、第ｎピークＱｎ（ｎは１以上の整数）と表すと、第１ピークＱ１の大きさは、第３ピークＱ２の大きさよりも大きく、
前記第１ピークＰ１の磁束密度の向きと、前記第１ピークＱ１の磁束密度の向きと、は互いに反対の関係にある、
ことを特徴とする請求項１ないし１３のいずれか１項に記載のアンジュレータ用永久磁石。
【請求項１５】
第２ピークＱ２の大きさは、第４ピークＱ４の大きさよりも大きい、ことを特徴とする請求項１４に記載のアンジュレータ用永久磁石。
【請求項１６】
第５ピークＱ５の大きさは、前記第３ピーク値Ｑ３の大きさよりも大きく、前記第１ピークＱ１の大きさよりも小さいことを特徴とする請求項１４または１５に記載のアンジュレータ用永久磁石。
【請求項１７】
前記第１ピークＱ１の大きさは、前記第２連結面の側から奇数番目の前記複数のピークの大きさの平均よりも大きいことを特徴とする請求項１４ないし１６のいずれか１項に記載のアンジュレータ用永久磁石。
【請求項１８】
前記第３ピーク値Ｑ３の大きさは、前記第２連結面の側から奇数番目の前記複数のピークの大きさの平均よりも小さいことを特徴とする請求項１４ないし１７のいずれか１項に記載のアンジュレータ用永久磁石。
【請求項１９】
前記第１連結面および前記第２連結面のうちいずれか一方は、前記第１方向に凸となる凸状連結部および前記第１方向に凹となる凹状連結部のうちいずれか一方であり、前記第１連結面および前記第２連結面のうちいずれか他方は、前記凸状連結部および前記凹状連結部のうちいずれか他方であることを特徴とする請求項１４ないし１８のいずれか１項に記載のアンジュレータ用永久磁石。
【請求項２０】
前記磁極面に形成される複数の磁極幅は、前記第１連結面から前記第２連結面に亘って、前記第１方向に沿って等しいことを特徴とする請求項１４ないし１９のいずれか１項に記載のアンジュレータ用永久磁石。
【請求項２１】
前記磁束密度分布について、前記一方の磁極における磁束密度の積分値と他方の磁極における磁束密度の積分値とは等しいことを特徴とする請求項１４ないし２０のいずれか１項に記載のアンジュレータ用永久磁石。
【請求項２２】
第１方向に進む電子を蛇行させることで放射光を発生させるアンジュレータへのアンジュレータ用永久磁石の設置方法であって、
複数の永久磁石を着磁し、
着磁した前記複数の永久磁石を搬送容器に収容し、
前記複数の永久磁石が収容された前記搬送容器を前記アンジュレータまで搬送し、
前記搬送された前記搬送容器から取り出された前記複数の永久磁石を連結して、前記第１方向に長尺化した磁石列を得て、
得られた前記磁石列を前記アンジュレータに設置する、
ことを特徴とするアンジュレータ用永久磁石の設置方法。
【請求項２３】
電子を蛇行させることで放射光を発生させるアンジュレータであって、
前記電子が所定の方向に沿って通過する通過路を内部に有する真空槽と、
前記真空槽内において、前記通過路を挟むように対向して配置される一対の磁石列と、を備え、
前記一対の磁石列のそれぞれは、
互いに対向する磁極面において、互いに引き合う磁極が前記所定の方向に交互に構成され、前記通過路内に複数のピークを有する磁束密度分布を発生させ、
請求項１に記載のアンジュレータ用永久磁石を互いの前記第１連結面で連結されて形成された磁石対を含み、
前記磁石対の一方のアンジュレータ用永久磁石の前記第１方向の磁束密度分布の前記第１連結面の側からみた最初のピークの磁束密度の向きと、前記磁石対の他方のアンジュレータ用永久磁石の前記第１方向の磁束密度分布の前記第１連結面の側からみた最初のピークの磁束密度の向きと、が互いに反対の関係にある、
ことを特徴とするアンジュレータ。
【請求項２４】
電子を蛇行させることで放射光を発生させるアンジュレータであって、
前記電子が所定の方向に沿って通過する通過路を内部に有する真空槽と、
前記真空槽内において、前記通過路を挟むように対向して配置される一対の磁石列と、を備え、
前記一対の磁石列のそれぞれは、
互いに対向する磁極面において、互いに引き合う磁極が前記所定の方向に交互に構成され、前記通過路内に複数のピークを有する磁束密度分布を発生させ、
請求項１５に記載のアンジュレータ用永久磁石が互いに前記第１連結面と前記第２連結面とで連結されて形成される磁石対を含む、
ことを特徴とするアンジュレータ。
【請求項２５】
電子を蛇行させることで放射光を発生させるアンジュレータであって、
前記電子が所定の方向に沿って通過する通過路を内部に有する真空槽と、
前記真空槽内において、前記通過路を挟むように対向して配置される一対の磁石列と、を備え、
前記一対の磁石列のそれぞれは、
互いに対向する磁極面において、互いに引き合う磁極が前記所定の方向に交互に構成され、前記通過路内に複数のピークを有する磁束密度分布を発生させ、
請求項１０に記載の前記凸状連結部を有するアンジュレータ用永久磁石の前記第１連結面と、請求項２０に記載の前記凹状連結部を有するアンジュレータ用永久磁石の前記第１連結面または前記第２連結面と、で連結されて形成された磁石対を含み、
前記磁石対の一方のアンジュレータ用永久磁石の前記第１方向の磁束密度分布の前記磁石対の連結面の側からみた最初のピークの磁束密度の向きと、前記磁石対の他方のアンジュレータ用永久磁石の前記第１方向の磁束密度分布の前記連結面の側からみた最初のピークの磁束密度の向きと、が互いに反対の関係にある、
ことを特徴とするアンジュレータ。
【請求項２６】
電子を蛇行させることで放射光を発生させるアンジュレータであって、
前記電子が所定の方向に沿って通過する通過路を内部に有する真空槽と、
前記真空槽内において、前記通過路を挟むように対向して配置される一対の磁石列と、を備え、
前記一対の磁石列のそれぞれは、
互いに対向する磁極面において、互いに引き合う磁極が前記所定の方向に交互に構成され、前記通過路内に複数のピークを有する磁束密度分布を発生させ、
請求項１０に記載の前記凹状連結部を有するアンジュレータ用永久磁石の前記第１連結面と、請求項２０に記載の前記凸状連結部を有するアンジュレータ用永久磁石の前記第１連結面または前記第２連結面と、で連結されて形成された磁石対を含み、
前記磁石対の一方のアンジュレータ用永久磁石の前記第１方向の磁束密度分布の前記磁石対の連結面の側からみた最初のピークの磁束密度の向きと、前記磁石対の他方のアンジュレータ用永久磁石の前記第１方向の磁束密度分布の前記連結面の側からみた最初のピークの磁束密度の向きと、が互いに反対の関係にある、
ことを特徴とするアンジュレータ。
【請求項２７】
請求項２３ないし２６のいずれか１項に記載のアンジュレータを備える放射光発生装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
アンジュレータ用磁石、アンジュレータ、アンジュレータ用磁石の設置方法および、放射光発生装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
より短波長、高エネルギの放射光を発生する放射光発生装置に用いられるアンジュレータにおいて、より高輝度の放射光を得るため、アンジュレータに用いる永久磁石を電子の進行方向に長尺化することが求められている。非特許文献１の技術では、永久磁石を連結した後、連結後の状態で周期的交番磁場を発生するように着磁することでアンジュレータ用永久磁石を長尺化している。または、２つの永久磁石を着磁後連結してアンジュレータ用永久磁石を長尺化している。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００３】
【非特許文献１】山本  樹、極短周期アンジュレータの開発  ＩＩＩ、第１３回日本加速器学会年会プロシーディングス、１０３５−１０３９、２０１６
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、非特許文献１の技術で長尺化されたアンジュレータ用永久磁石は、着磁後に磁石間の連結を解除した後に再度連結しても解除前の連結部の磁場が正確に再現されない場合がある。したがって、例えば、運搬する場合には、磁石間の連結を維持して連結状態での磁場の状態を維持する必要があるため、運搬の際の作業性に課題がある。また、非特許文献１では、具体的な着磁方法が十分に開示されていない。
【０００５】
本発明は、例えば、着磁後に連結しても、連結部および連結部付近の磁束密度分布が、電子の軌道の安定性に影響を与えない安定性がよい磁束密度分布であり、これに伴い運搬の作業性がよいアンジュレータ用磁石を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、本発明の例示的な第１発明は、第１方向に進む電子を蛇行させることで放射光を発生させるアンジュレータに用いるアンジュレータ用永久磁石であって、アンジュレータ用永久磁石は、第１方向の一方の端面が、他のアンジュレータ用永久磁石と連結する第１連結面を構成し、第１方向と直交する第２方向における一方の磁極面において、Ｎ極およびＳ極が第１方向に交互に構成されることで複数のピークを有する磁束密度分布を発生させ、複数のピークを、第１連結面の側から順に、第ｍピーク（ｍは１以上の整数）と表すと、第１ピークＰ１の大きさは、第３ピークＰ３の大きさよりも大きい、ことを特徴とする。
【０００７】
上記課題を解決するために、本発明の例示的な第２発明は、第１方向に進む電子を蛇行させることで放射光を発生させるアンジュレータへのアンジュレータ用永久磁石の設置方法であって、複数の永久磁石を着磁し、着磁した複数の永久磁石を搬送容器に収容し、複数の永久磁石が収容された搬送容器をアンジュレータまで搬送し、搬送された搬送容器から取り出された複数の永久磁石を連結して、第１方向に長尺化した磁石列を得て、得られた磁石列をアンジュレータに設置する、ことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、例えば、着磁後に連結しても、連結部および連結部付近の磁束密度分布が、電子の軌道の安定性に影響を与えない安定性がよい磁束密度分布であり、これに伴い運搬の作業性がよいアンジュレータ用磁石を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】第１実施形態に係るアンジュレータ用永久磁石を用いたアンジュレータの構成の概要を示す図である。
【図２】ｚ方向からみたアンジュレータの図である。
【図３】第１磁石列に含まれるアンジュレータ用永久磁石の形状の例を示す図である。
【図４】第１磁石列に含まれるアンジュレータ用永久磁石の形状の他の例を示す図である。
【図５】ヨークを取り付けたアンジュレータ用永久磁石を示す図である。
【図６】アンジュレータ用永久磁石の電子と対向する側の磁極面のｚ方向の磁束密度分布を示す図である。
【図７】アンジュレータ用永久磁石と連結する他のアンジュレータ用永久磁石の磁束密度分布を示す図である。
【図８】図６および図７で示す２つのアンジュレータ用永久磁石をそれぞれの第１連結面で連結した磁石対の磁束密度分布を示す図である。
【図９】第２実施形態のアンジュレータ用永久磁石の形状の一例を示す図である。
【図１０】第２実施形態のアンジュレータ用磁石の電子と対向する側の磁極面のｚ方向の磁束密度分布を示す図である。
【図１１】第２実施形態のアンジュレータ用永久磁石と第１実施形態のアンジュレータ用永久磁石とを用いて三枚のアンジュレータ用永久磁石を連結した磁石列の磁束密度分布を示す図である。
【図１２】第１実施形態または第２実施形態のアンジュレータ用永久磁石を用いたアンジュレータを備える放射光発生装置の概要図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明を実施するための形態について図面などを参照して説明する。
（第１実施形態）
【００１１】
〈アンジュレータ〉
図１は、本実施形態に係るアンジュレータ用永久磁石を用いたアンジュレータの構成を示す概要図である。アンジュレータ１は、電子ビームｅを蛇行させることで放射光を発生させる。アンジュレータ１は、真空槽１１と、第１磁石列１２と、第２磁石列１３と、を備える。
【００１２】
第１磁石列１２と第２磁石列１３とは、電子ビームｅが通過する通過路１４を挟むように対向して配置される一対の磁石列である。通過路１４は、電子ビームｅが通過する所定の方向に長く形成される。所定の方向をｚ方向とする。真空槽１１は、第１磁石列１２と第２磁石列１３とで構成される一対の磁石列および一対の磁石列で挟まれる通過路１４を内部に有する。なお、磁石列を対向させる方向は、ｘ方向に限られず、ｙ方向に対向させてもよい。
【００１３】
第１磁石列１２および第２磁石列１３は、互いに対向する磁極面において、互いに引き合う磁極がｚ方向に交互に構成されることで通過路１４内に複数のピークを有する磁束密度分布を発生させる。
【００１４】
図２は、ｚ方向からみたアンジュレータ１の図である。第１磁石列１２および第２磁石列１３は、真空槽１１内でそれぞれを保持して移動可能な保持部１５に保持されうる。保持部１５は、ｘ方向に移動可能であり、第１磁石列１２と第２磁石列１３との間のｘ方向の間隔を調整可能である。
【００１５】
〈アンジュレータ用磁石〉
本実施形態では、以下の構成のアンジュレータ用永久磁石を連結した磁石対を用いて、第１磁石列１２および第２磁石列１３をｚ方向に長尺化する。図３の（ａ）および（ｂ）は、第１磁石列１２に含まれるアンジュレータ用永久磁石１２１の形状の例を示す図である。アンジュレータ用永久磁石１２１は、他のアンジュレータ用永久磁石と連結する第１連結面１２１ａを有する。
【００１６】
図３の（ａ）に示すようにアンジュレータ用永久磁石１２１は、磁極面からみて長辺がｚ方向に延びる長方形の形状をしている。第１連結面１２１ａは、ｚ方向の一方の端面に構成されている。図３の（ａ）に示す例では、第１連結面１２１ａの磁極面から見た輪郭は、ｙ方向に沿って伸びている。図３の（ｂ）に示すように、第１連結面１２１ａは、ｙ方向の中心部が、ｚ方向に凸となる凸部（凸状連結部）２０を有してもよい。この場合、凸部２０のｙ方向の幅は、電子軌道のｙ方向の振れ幅より十分広いものとする。
【００１７】
アンジュレータ用永久磁石１２１と連結する他のアンジュレータ用永久磁石も同様に第１連結面を有する。第１連結面１２１ａが凸部２０を有する場合は、他のアンジュレータ用永久磁石の第１連結面は、ｚ方向に凹となり、凸部２０と嵌りあう凹部（凹状連結部）を有する。これらアンジュレータ用永久磁石は、互いの第１連結面で連結され、磁石対を形成する。この構成によれば、２つのアンジュレータ用永久磁石を連結するときにｚ方向の配置を間違えることを防止することができる。また、図３の（ａ）および（ｂ）に示すように、アンジュレータ用永久磁石１２１の磁極幅ｈは、第１連結面１２１ａからｚ方向の他方の面に亘って均一である。
【００１８】
図４は、第１磁石列１２が含むアンジュレータ用永久磁石１２１の形状の他の例を示す図である。アンジュレータ用永久磁石１２１は、いずれかの磁極面において、ｚ方向に直交するｘ方向に凸となる凸部３０を有してもよい。この構成によれば、アンジュレータ用永久磁石を真空槽１１内に配置するときにｘ方向の配置を間違えることを防止することができる。
【００１９】
図５は、ヨーク１２２を取り付けたアンジュレータ用永久磁石１２１を示す図である。ヨーク１２２は、アンジュレータ用永久磁石１２１の磁極面のうち、電子ビームｅが通過する通過路１４に面する磁極面と反対側の磁極面に取り付けられる。
【００２０】
ヨーク１２２が取り付けられることで、アンジュレータ用永久磁石１２１の磁力が向上しうる。また、アンジュレータ用永久磁石１２１の運搬、保持部１５への設置の際の衝撃等によってアンジュレータ用永久磁石１２１が欠けることを防止することができる。
【００２１】
アンジュレータ用永久磁石１２１に取り付けられた状態でのヨーク１２２のｚ方向の長さは、アンジュレータ用永久磁石１２１のｚ方向の長さよりも短い。したがって、アンジュレータ用永久磁石１２１と、第１連結面１２１ａを介してアンジュレータ用永久磁石１２１と連結する他のアンジュレータ用永久磁石と、の間において隙間が生じることはない。ただし、連結に支障をきたさない範囲でヨーク１２２のｚ方向の長さはアンジュレータ磁石１２１のｚ方向の長さに近づけることが望ましい。
【００２２】
また、アンジュレータ用永久磁石１２１に取り付けられた状態でのヨーク１２２のｙ方向の長さは、アンジュレータ用永久磁石１２１のｙ方向の長さよりも短くすることが望ましい。アンジュレータ用永久磁石１２１は、例えば、ｙ方向の位置決めをするガイド（段差など）を有する台座に配置され、台座が保持部１５に保持される。ヨーク１２２のｙ方向の長さを上述のようにすることでアンジュレータ用永久磁石１２１のｙ方向の位置決めを阻害することがない。ただし、このｙ方向位置決めに支障をきたさない範囲で、ヨーク１２２のｙ方向の長さはアンジュレータ磁石１２１のｙ方向の長さに近づける事が望ましい。
【００２３】
〈磁束密度分布〉
アンジュレータ用永久磁石１２１は、他のアンジュレータ用永久磁石と連結したあと、連結部とその他部分とでｚ方向における磁束密度分布のピークの変化量が少なくなるような磁束密度となるように着磁されている。アンジュレータ用永久磁石１２１のｙ方向における一方の磁極面において、Ｎ極およびＳ極がｚ方向に交互に構成されることで複数のピークを有する磁束密度分布が発生する。
【００２４】
図６は、アンジュレータ用永久磁石１２１の電子と対向する側（通過路１４に面する側）の磁極面のｚ方向の磁束密度分布を示す図である。横軸がｚ方向の位置、縦軸は磁束密度の大きさである。他のアンジュレータ用永久磁石と連結する側を横軸の正方向とする。また、縦軸について、Ｎ極の方向を正、Ｓ極の方向を負とする。
【００２５】
図６に示す通り、磁束密度分布は、正方向および負方向のそれぞれにおいて複数のピークを有する。複数のピークを、第１連結面の側から順に、第ｍピークＰｍ（ｍは１以上の整数）と表す。第１ピークＰ１の大きさは、第３ピークＰ３の大きさよりも大きい。
【００２６】
図７は、アンジュレータ用永久磁石１２１と連結する他のアンジュレータ用永久磁石の磁束密度分布を示す図である。横軸がｚ方向の位置、縦軸は磁束密度の大きさである。アンジュレータ用永久磁石１２１と連結する側（第１連結面の側）を横軸の負方向とする。また、縦軸について、Ｎ極の方向を正、Ｓ極の方向を負とする。
【００２７】
図７に示す通り、磁束密度分布は、正方向および負方向のそれぞれにおいて複数のピークを有する。複数のピークを、第１連結面の側から順に、第Ｐ´ｍピーク（ｍは１以上の整数）と表す。第１ピークＰ´１の大きさは、第３ピークＰ´３の大きさよりも大きい。
【００２８】
図６および図７の第１連結面の側から見た最初のピークである第１ピークＰ１および第１ピークＰ´１の磁束密度の向き（磁極）は互いに反対の関係にある。図８は、図６および図７で示す２つのアンジュレータ用永久磁石をそれぞれの第１連結面で連結した磁石対の磁束密度分布を示す図である。図８の左から電子が入射し、右から電子が出射する。
【００２９】
横軸がｚ方向の位置、縦軸は磁束密度の大きさである。アンジュレータ用永久磁石１２１の第１連結面がある側を横軸の正方向とする。また、縦軸について、Ｎ極の方向を正、Ｓ極の方向を負とする。２つのアンジュレータ用永久磁石の連結位置をｚ＝Ｒとする。
【００３０】
図８に示す通り、位置Ｒを境にピークの値が大きく変化することはない。この磁束密度分布の磁石対からなる磁石列で挟まれる通過路１４を通過する電子の軌道は、位置Ｒを境にピークの値が変化する磁束密度分布の磁石をｚ方向に連結した磁石対からなる従来の磁石列で挟まれる通過路１４を通過する電子の軌道よりも安定する。なお、通過路１４を挟む磁石列の互いに対向する磁極は、互いに異なる磁極とする。
【００３１】
図６の磁束密度分布の特徴を詳細に説明する。まず、第２ピークＰ２の大きさは、第４ピークＰ４の大きさよりも大きい。また、第５ピークＰ５の大きさは、第３ピークＰ３の大きさよりも大きく、第１ピークＰ１の大きさよりも小さい。第１ピークＰ１の大きさは、第１連結面の側から奇数番目の複数のピークの大きさの平均よりも大きい。第３ピークＰ３の大きさは、当該平均よりも小さい。複数のピークは、第１連結面から他方の端面に亘って、ｚ方向に沿って等しい間隔で並ぶ。また、各磁極の着磁幅も各ピーク間距離と同じピッチで第１連結面１２１ａからｚ方向の他方の端面まで形成されている。
【００３２】
さらに、アンジュレータ用永久磁石１２１の他方の端面（第１連結面がない方の端面）から電子を入射する場合、他方の端面の側からみた最初のピークの大きさは、第１連結面の側から偶数番目の複数のピークの大きさの平均の半分であることが望ましい。電子の出射側も同様である。図８は、電子の入射側を図６の磁石、出射側を図７の磁石とすることで、この磁束密度分布とした例である。この磁石列は、磁石列全体で磁場積分がゼロ（Ｎ極積分＝Ｓ極積分）となり、電子の軌道の安定性が向上する。
【００３３】
以上の通り、本実施形態の磁束密度分布で着磁されたアンジュレータ用永久磁石は、着磁後に連結しても、連結部および連結部付近の磁束密度分布が、電子の軌道の安定性に影響を与えない安定性がよい磁束密度分布であり、これに伴い運搬の作業性がよい。
（第２実施形態）
【００３４】
第１実施形態では、他のアンジュレータ用磁石と連結する連結面が一方の端面にのみ設けられていたが、本実施形態では、両方の端面に連結面が設けられる。すなわち、磁石列の両端に、第１実施形態と同等の精度で３枚以上連結して長尺化できる磁石を用いることができ、作業性および磁束密度分布の安定性の点で有利となりうる。さらに所望の高エネルギの放射光も得ることができる。
【００３５】
図９は、本実施形態のアンジュレータ用永久磁石２２１の形状の一例を示す図である。アンジュレータ用永久磁石２２１は、他のアンジュレータ用永久磁石と連結する第１連結面２２１ａおよび第２連結面２２１ｂを有する。
【００３６】
第１連結面２２１ａは、ｚ方向に凸の凸部７０を有し、第２連結面２２１ｂは、ｚ方向に凹の凹部７１を有する。第１連結面２２１ａが凹部を有し、第２連結面２２１ｂが凸部を有してもよい。また、図３の（ａ）のように、凸部および凹部を有しなくてもよい。各磁極の磁極幅ｈは、第１連結面２２１ａから第２連結面２２１ｂまで等間隔で形成されている。
【００３７】
凸部７０は、他のアンジュレータ用永久磁石の凹部と嵌りあう。凹部を有する他のアンジュレータ用永久磁石は、本実施形態のアンジュレータ用永久磁石であってもよく、第１実施形態のアンジュレータ用永久磁石であってもよい。この場合、連結面の側から見た各アンジュレータ用永久磁石の最初のピークの磁束密度の向きは互いに反対の関係にある。
【００３８】
図１０は、本実施形態のアンジュレータ用磁石２２１の電子と対向する側の磁極面のｚ方向の磁束密度分布を示す図である。横軸がｚ方向の位置、縦軸は磁束密度の大きさである。第１連結面２２１ａがある側を横軸の正方向、第２連結面２２１ｂがある側を横軸の負方向とする。また、縦軸について、Ｎ極の方向を正、Ｓ極の方向を負とする。
【００３９】
図１０に示す通り、磁束密度分布は、正方向および負方向のそれぞれにおいて複数のピークを有する。複数のピークを、第２連結面２２１ｂの側から順に、第ｎピークＱｎ（ｎは１以上の整数）と表す。第１ピークＱ１の大きさは、第３ピークＱ３の大きさよりも大きい。また、第１連結面２２１ａの側から順に、第ｎピークＱ´ｎ（ｎは１以上の整数）と表す。第１ピークＱ´１の大きさは、第３ピークＱ´３の大きさよりも大きい。アンジュレータに用いる磁石列の長さを周期長（磁束密度の変化の１周期のｚ方向の長さ）の整数倍とする場合、第１ピークＱ´１の磁束密度の向きと、第１ピークＱ１の磁束密度の向きと、は互いに反対の関係にある。
【００４０】
図１０の磁束密度分布の特徴を詳細に説明する。第２ピークＱ２の大きさは、第４ピークＱ４の大きさよりも大きい。第５ピークＱ５の大きさは、第３ピーク値Ｑ３の大きさよりも大きく、第１ピークＱ１の大きさよりも小さい。第１ピークＱ１の大きさは、第２連結面２２１ｂの側から奇数番目の複数のピークの大きさの平均よりも大きい。第３ピーク値Ｑ３の大きさは、第２連結面２２１ｂの側から奇数番目の複数のピークの大きさの平均よりも小さい。
【００４１】
また、第２ピークＱ´２の大きさは、第４ピークＱ´４の大きさよりも大きい。第５ピークＱ´５の大きさは、第３ピーク値Ｑ´３の大きさよりも大きく、第１ピークＱ´１の大きさよりも小さい。第１ピークＱ´１の大きさは、第１連結面２２１ａの側から奇数番目の複数のピークの大きさの平均よりも大きい。第３ピーク値Ｑ´３の大きさは、第１連結面２２１ａの側から奇数番目の複数のピークの大きさの平均よりも小さい。
【００４２】
また、一方の磁極における磁束密度の積分値（縦軸の０以上の磁束密度の積分値）と他方の磁極における磁束密度の積分値（縦軸０より小さい磁束密度の積分値）とは等しい。
【００４３】
図１１は、本実施形態のアンジュレータ用永久磁石と第１実施形態のアンジュレータ用永久磁石とを用いて三枚のアンジュレータ用永久磁石を連結した磁石列の磁束密度分布を示す図である。図６で示したアンジュレータ用永久磁石の第１連結面と図１０で示したアンジュレータ用永久磁石の第２連結面とを連結し、図１０で示したアンジュレータ用永久磁石の第１連結面と図７で示したアンジュレータ用永久磁石の第１連結面とを連結する。
【００４４】
図６で示したアンジュレータ用永久磁石の第１連結面の側から見た最初のピークである第１ピークＰ１および図１０で示したアンジュレータ用永久磁石の第２連結面の側から見た最初のピークである第１ピークＱ１の磁束密度の向き（磁極）は互いに反対の関係にある。
【００４５】
また、図７で示したアンジュレータ用永久磁石の第１連結面の側から見た最初のピークである第１ピークＰ´１および図１０で示したアンジュレータ用永久磁石の第１連結面の側から見た最初のピークである第１ピークＱ´１の磁束密度の向き（磁極）は互いに反対の関係にある。
【００４６】
横軸がｚ方向の位置、縦軸は磁束密度の大きさである。図６で示したアンジュレータ用永久磁石の第１連結面がある側を横軸の正方向とする。また、縦軸について、Ｎ極の方向を正、Ｓ極の方向を負とする。図６で示したアンジュレータ用永久磁石と図１０で示したアンジュレータ用永久磁石との連結位置をｚ＝Ｒ１、図７で示したアンジュレータ用永久磁石と図１０で示したアンジュレータ用永久磁石との連結位置をｚ＝Ｒ２とする。
【００４７】
図１１に示す通り、位置Ｒ１および位置Ｒ２を境にピークの値が大きく変化することはなく、第１実施形態と同様に、図１１で示した磁石列で挟まれる通過路１４を通過する電子の軌道は、従来の磁石列で挟まれる通過路１４を通過する電子の軌道よりも安定する。なお、通過路１４を挟む磁石列の互いに対向する磁極は、互いに異なる磁極とする。
【００４８】
第２実施形態では、図１０で示したアンジュレータ用永久磁石に図７で示したアンジュレータ用永久磁石を連結したが、図７で示したアンジュレータ用永久磁石の代わりに図１０で示したアンジュレータ用永久磁石を連結してもよい。この場合、図１０で示したアンジュレータ用永久磁石を複数連結することで４枚以上の磁石を連結した磁石列を構成することもできる。
（第３実施形態）
【００４９】
〈放射光発生装置〉
上記実施形態のアンジュレータ用永久磁石を用いたアンジュレータは、放射光発生装置に用いられる。図１２は、上記実施形態のアンジュレータ用永久磁石を用いたアンジュレータを備える放射光発生装置の概要図である。
【００５０】
放射光発生装置９は、電子銃９１と、線型加速器９２と、シンクロトロン９３と、蓄積リング９４と、ビームライン９５と、を有する。アンジュレータ１は、蓄積リング９４内において、ビームライン９５の基部付近に配置される。
【００５１】
電子銃９１から発生された電子ビームｅは、線型加速器９２によって１ＧｅＶ程度まで加速される。加速された電子ビームｅは、シンクロトロン９３に導入され、８ＧｅＶ程度のエネルギの光速に近い速度になって、蓄積リング９４に入る。電子ビームｅは、そのエネルギを維持したまま蓄積リング９４内を光速で回り、アンジュレータ１によって蛇行させられて、放射光Ｒを放出する。放射光Ｒは、ビームライン９５に入り、ビームライン９５内で種々の研究および実用的用途に利用される。
【００５２】
なお、上記実施形態では、磁石を個別に着磁させた後、連結していたが、連結してから着磁させてもよい。連結部において、上記実施形態の磁束密度分布で着磁後、連結を解いた後、再度連結しても連結部とその他部分とでｚ方向における磁束密度分布のピークの変化量が少なくなる。
【００５３】
アンジュレータを構成する磁石列全体は、Ｎ極およびＳ極の磁場積分をそれぞれ等しくすることが望ましい。また、磁石列を構成する磁石の種類をなるべく増加させないことが、例えば、コストの点で重要となる。
【００５４】
用いる磁石の種類を増加させず、磁石列全体で磁場積分を等しくするため、磁石列の一端の極と、他端の極とを互いに異ならせることが望ましい。磁石列の両端を同じ極とする場合は、磁石列全体で磁場積分を等しくするために、複数種類の磁石を磁石列に用いる必要がある。複数種類の磁石は、例えば、磁石のｚ方向の長さを調整して、端部の磁束密度を調整することで得られる。
【００５５】
第１実施形態および第２実施形態に係るアンジュレータ用永久磁石は、連結して長尺化してから運搬するのではなく、運搬してから連結して長尺化することができる。したがって、作業性の点で有利である。第１実施形態および第２実施形態に係るアンジュレータ用永久磁石のアンジュレータへの設置方法は、例えば、以下の通りである。
【００５６】
まず、第１実施形態および第２実施形態で示す磁束密度分布を有するように永久磁石を着磁する。着磁後、アクリルケースなどの搬送用の搬送容器に収容し、放射光発生装置９の蓄積リング９４内におけるビームライン９５の基部付近に配置されたアンジュレータ１まで搬送する。そして、アンジュレータ１の保持部１５に保持させる際に、連結して長尺化させる。
【００５７】
（その他の実施形態）
以上、本発明の実施の形態を説明してきたが、本発明はこれらの実施の形態に限定されず、その要旨の範囲内において様々な変更が可能である。
【符号の説明】
【００５８】
１  アンジュレータ
１１  真空槽
１２  第１磁石列
１３  第２磁石列
１２１  アンジュレータ用永久磁石
【図１】
2019050163.tif 000003
【図２】
2019050163.tif 000004
【図３】
2019050163.tif 000005
【図４】
2019050163.tif 000006
【図５】
2019050163.tif 000007
【図６】
2019050163.tif 000008
【図７】
2019050163.tif 000009
【図８】
2019050163.tif 000010
【図９】
2019050163.tif 000011
【図１０】
2019050163.tif 000012
【図１１】
2019050163.tif 000013
【図１２】
2019050163.tif 000014
【手続補正書】
【提出日】平成30年5月14日(2018.5.14)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１方向に進む電子を蛇行させることで放射光を発生させるアンジュレータに用いるアンジュレータ用永久磁石であって、
前記アンジュレータ用永久磁石は、
前記第１方向の一方の端面が、他のアンジュレータ用永久磁石と連結する第１連結面を構成し、
前記第１方向と直交する第２方向における一方の磁極面において、Ｎ極およびＳ極が前記第１方向に交互に構成されることで複数のピークを有する磁束密度分布を発生させ、
前記複数のピークを、前記第１連結面の側から順に、第ｍピークＰｍ（ｍは１以上の整数）と表すと、第１ピークＰ１の大きさは、第３ピークＰ３の大きさよりも大きい、
ことを特徴とするアンジュレータ用永久磁石。
【請求項２】
第２ピークＰ２の大きさは、第４ピークＰ４の大きさよりも大きい、ことを特徴とする請求項１に記載のアンジュレータ用永久磁石。
【請求項３】
第５ピークＰ５の大きさは、前記第３ピークＰ３の大きさよりも大きく、前記第１ピークＰ１の大きさよりも小さいことを特徴とする請求項１または２に記載のアンジュレータ用永久磁石。
【請求項４】
前記第１ピークＰ１の大きさは、前記第１連結面の側から奇数番目の前記複数のピークの大きさの平均よりも大きいことを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載のアンジュレータ用永久磁石。
【請求項５】
前記第３ピークＰ３の大きさは、前記第１連結面の側から奇数番目の前記複数のピークの大きさの平均よりも小さいことを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１項に記載のアンジュレータ用永久磁石。
【請求項６】
前記複数のピークのうち、前記第１方向の他方の端面の側からみた最初のピークの大きさは、前記第１連結面の側から偶数番目の前記複数のピークの大きさの平均の半分であることを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１項に記載のアンジュレータ用永久磁石。
【請求項７】
前記磁極面に形成される複数の磁極幅は、前記第１連結面から前記第１方向の他方の端面に亘って、前記第１方向に沿って等しいことを特徴とする請求項１ないし６のいずれか１項に記載のアンジュレータ用永久磁石。
【請求項８】
前記第２方向の前記一方の磁極面および他方の磁極面のうちいずれかにおいて、前記第２方向に凸となる凸状連結部を有することを特徴とする請求項１ないし７のいずれか１項に記載のアンジュレータ用永久磁石。
【請求項９】
前記第１連結面は、前記第１方向に凸となる凸状連結部または前記第１方向に凹となる凹状連結部を有することを特徴とする請求項１ないし８のいずれか１項に記載のアンジュレータ用永久磁石。
【請求項１０】
前記第２方向における前記磁極面のうち、前記電子が通過する経路に面する磁極面と反対の磁極面にヨークが取り付けられていることを特徴とする請求項１ないし９のいずれか１項に記載のアンジュレータ用永久磁石。
【請求項１１】
前記ヨークの前記第１方向の長さは、前記反対の磁極面の前記第１方向の長さよりも短いことを特徴とする請求項１０に記載のアンジュレータ用永久磁石。
【請求項１２】
前記ヨークの前記第１方向および前記第２方向に直交する第３方向の長さは、前記反対の磁極面の前記第３方向の長さよりも短いことを特徴とする請求項１０または１１に記載のアンジュレータ用永久磁石。
【請求項１３】
請求項１ないし１２のいずれか１項に記載のアンジュレータ用永久磁石を互いの前記第１連結面で連結されて形成された磁石対であって、
前記磁石対の一方のアンジュレータ用永久磁石の前記第１方向の磁束密度分布の前記第１連結面の側からみた最初のピークの磁束密度の向きと、前記磁石対の他方のアンジュレータ用永久磁石の前記第１方向の磁束密度分布の前記第１連結面の側からみた最初のピークの磁束密度の向きと、が互いに反対の関係にある、
ことを特徴とする磁石対。
【請求項１４】
前記第１方向の他方の端面は、他のアンジュレータ用永久磁石と連結する第２連結面であり、
前記複数のピークを、前記第２連結面の側から順に、第ｎピークＱｎ（ｎは１以上の整数）と表すと、第１ピークＱ１の大きさは、第３ピークＱ３の大きさよりも大きく、
前記第１ピークＰ１の磁束密度の向きと、前記第１ピークＱ１の磁束密度の向きと、は互いに反対の関係にある、
ことを特徴とする請求項１ないし１３のいずれか１項に記載のアンジュレータ用永久磁石。
【請求項１５】
第２ピークＱ２の大きさは、第４ピークＱ４の大きさよりも大きい、ことを特徴とする請求項１４に記載のアンジュレータ用永久磁石。
【請求項１６】
第５ピークＱ５の大きさは、前記第３ピークＱ３の大きさよりも大きく、前記第１ピークＱ１の大きさよりも小さいことを特徴とする請求項１４または１５に記載のアンジュレータ用永久磁石。
【請求項１７】
前記第１ピークＱ１の大きさは、前記第２連結面の側から奇数番目の前記複数のピークの大きさの平均よりも大きいことを特徴とする請求項１４ないし１６のいずれか１項に記載のアンジュレータ用永久磁石。
【請求項１８】
前記第３ピークＱ３の大きさは、前記第２連結面の側から奇数番目の前記複数のピークの大きさの平均よりも小さいことを特徴とする請求項１４ないし１７のいずれか１項に記載のアンジュレータ用永久磁石。
【請求項１９】
前記第１連結面および前記第２連結面のうちいずれか一方は、前記第１方向に凸となる凸状連結部および前記第１方向に凹となる凹状連結部のうちいずれか一方であり、前記第１連結面および前記第２連結面のうちいずれか他方は、前記凸状連結部および前記凹状連結部のうちいずれか他方であることを特徴とする請求項１４ないし１８のいずれか１項に記載のアンジュレータ用永久磁石。
【請求項２０】
前記磁極面に形成される複数の磁極幅は、前記第１連結面から前記第２連結面に亘って、前記第１方向に沿って等しいことを特徴とする請求項１４ないし１９のいずれか１項に記載のアンジュレータ用永久磁石。
【請求項２１】
前記磁束密度分布について、前記一方の磁極における磁束密度の積分値と他方の磁極における磁束密度の積分値とは等しいことを特徴とする請求項１４ないし２０のいずれか１項に記載のアンジュレータ用永久磁石。
【請求項２２】
電子を蛇行させることで放射光を発生させるアンジュレータであって、
前記電子が所定の方向に沿って通過する通過路を内部に有する真空槽と、
前記真空槽内において、前記通過路を挟むように対向して配置される一対の磁石列と、を備え、
前記一対の磁石列のそれぞれは、
互いに対向する磁極面において、互いに引き合う磁極が前記所定の方向に交互に構成され、前記通過路内に複数のピークを有する磁束密度分布を発生させ、
請求項１に記載のアンジュレータ用永久磁石を互いの前記第１連結面で連結されて形成された磁石対を含み、
前記磁石対の一方のアンジュレータ用永久磁石の前記第１方向の磁束密度分布の前記第１連結面の側からみた最初のピークの磁束密度の向きと、前記磁石対の他方のアンジュレータ用永久磁石の前記第１方向の磁束密度分布の前記第１連結面の側からみた最初のピークの磁束密度の向きと、が互いに反対の関係にある、
ことを特徴とするアンジュレータ。
【請求項２３】
電子を蛇行させることで放射光を発生させるアンジュレータであって、
前記電子が所定の方向に沿って通過する通過路を内部に有する真空槽と、
前記真空槽内において、前記通過路を挟むように対向して配置される一対の磁石列と、を備え、
前記一対の磁石列のそれぞれは、
互いに対向する磁極面において、互いに引き合う磁極が前記所定の方向に交互に構成され、前記通過路内に複数のピークを有する磁束密度分布を発生させ、
請求項１５に記載のアンジュレータ用永久磁石が互いに前記第１連結面と前記第２連結面とで連結されて形成される磁石対を含む、
ことを特徴とするアンジュレータ。
【請求項２４】
電子を蛇行させることで放射光を発生させるアンジュレータであって、
前記電子が所定の方向に沿って通過する通過路を内部に有する真空槽と、
前記真空槽内において、前記通過路を挟むように対向して配置される一対の磁石列と、を備え、
前記一対の磁石列のそれぞれは、
互いに対向する磁極面において、互いに引き合う磁極が前記所定の方向に交互に構成され、前記通過路内に複数のピークを有する磁束密度分布を発生させ、
請求項９に記載の前記凸状連結部を有するアンジュレータ用永久磁石の前記第１連結面と、請求項１９に記載の前記凹状連結部を有するアンジュレータ用永久磁石の前記第１連結面または前記第２連結面と、で連結されて形成された磁石対を含み、
前記磁石対の一方のアンジュレータ用永久磁石の前記第１方向の磁束密度分布の前記磁石対の連結面の側からみた最初のピークの磁束密度の向きと、前記磁石対の他方のアンジュレータ用永久磁石の前記第１方向の磁束密度分布の前記連結面の側からみた最初のピークの磁束密度の向きと、が互いに反対の関係にある、
ことを特徴とするアンジュレータ。
【請求項２５】
電子を蛇行させることで放射光を発生させるアンジュレータであって、
前記電子が所定の方向に沿って通過する通過路を内部に有する真空槽と、
前記真空槽内において、前記通過路を挟むように対向して配置される一対の磁石列と、を備え、
前記一対の磁石列のそれぞれは、
互いに対向する磁極面において、互いに引き合う磁極が前記所定の方向に交互に構成され、前記通過路内に複数のピークを有する磁束密度分布を発生させ、
請求項９に記載の前記凹状連結部を有するアンジュレータ用永久磁石の前記第１連結面と、請求項１９に記載の前記凸状連結部を有するアンジュレータ用永久磁石の前記第１連結面または前記第２連結面と、で連結されて形成された磁石対を含み、
前記磁石対の一方のアンジュレータ用永久磁石の前記第１方向の磁束密度分布の前記磁石対の連結面の側からみた最初のピークの磁束密度の向きと、前記磁石対の他方のアンジュレータ用永久磁石の前記第１方向の磁束密度分布の前記連結面の側からみた最初のピークの磁束密度の向きと、が互いに反対の関係にある、
ことを特徴とするアンジュレータ。
【請求項２６】
請求項２２ないし２５のいずれか１項に記載のアンジュレータを備える放射光発生装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４０】
図１０の磁束密度分布の特徴を詳細に説明する。第２ピークＱ２の大きさは、第４ピークＱ４の大きさよりも大きい。第５ピークＱ５の大きさは、第３ピークＱ３の大きさよりも大きく、第１ピークＱ１の大きさよりも小さい。第１ピークＱ１の大きさは、第２連結面２２１ｂの側から奇数番目の複数のピークの大きさの平均よりも大きい。第３ピークＱ３の大きさは、第２連結面２２１ｂの側から奇数番目の複数のピークの大きさの平均よりも小さい。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４１】
また、第２ピークＱ´２の大きさは、第４ピークＱ´４の大きさよりも大きい。第５ピークＱ´５の大きさは、第３ピークＱ´３の大きさよりも大きく、第１ピークＱ´１の大きさよりも小さい。第１ピークＱ´１の大きさは、第１連結面２２１ａの側から奇数番目の複数のピークの大きさの平均よりも大きい。第３ピークＱ´３の大きさは、第１連結面２２１ａの側から奇数番目の複数のピークの大きさの平均よりも小さい。