荷電粒子ビームを高周波四重極RFQにカップリングする方法であって、粒子ビーム偏向器を交差する第1電界を生成するステップであって、前記粒子ビーム偏向器は前記RFQの入口に配置され、前記第1電界は前記荷電粒子ビームが前記RFQの許容角度を超える第1軌道を有するようにする、ステップ、第2電界を所定期間にわたって生成するステップであって、前記第2電界は前記荷電粒子ビームを前記第1軌道から前記RFQの前記許容角度範囲内の第2軌道へ偏向させることにより、前記荷電粒子ビームを前記RFQにカップリングする、ステップ、を有することを特徴とする方法。2つの実質的に平行な板を前記粒子ビーム偏向器の一部として用いるステップ、前記2つの実質的に平行な板を通過して前記荷電粒子ビームを伝搬させるように前記2つの実質的に平行な板を構成するステップ、前記板を交差する第1電圧差を生じさせて前記第1電界を生成するステップ、を有することを特徴とする請求項1記載の方法。前記第1電圧差とは反対極性の第2電圧値の電圧パルスを印加して前記第2電界を生成するステップを有することを特徴とする請求項2記載の方法。前記第2電圧値の絶対値は、前記第1電圧差の絶対値よりも小さい値;前記第1電圧差の絶対値と等しい値;前記第1電圧差の絶対値よりも大きい値;のなかから選択されていることを特徴とする請求項3記載の方法。前記カップリングされた荷電粒子ビームの時間幅は、前記RFQの動作周波数の1周期と実質的に等しいことを特徴とする請求項1記載の方法。前記電圧パルスの時間幅は、前記RFQの動作周波数の1周期よりも短いことを特徴とする請求項3記載の方法。前記電圧パルスの時間幅は2~4.7ナノ秒の範囲であり、前記RFQは425MHzで動作することを特徴とする請求項3記載の方法。前記荷電粒子ビームは陽子ビームであることを特徴とする請求項1記載の方法。前記粒子ビーム偏向器は、前記第1および第2電界の一方または双方の不均一性を減少させるように構成されていることを特徴とする請求項1記載の方法。前記粒子ビーム偏向器は、前記荷電粒子ビームが通過して伝搬するように構成された2つの板を備え、前記第1電界は、前記板を交差する第1電圧差を生じさせることにより生成され、前記第2電界は、前記板を交差する第2電圧差を生じさせることにより生成され、前記板の少なくとも一方は、前記第1および/または第2電界の不均一性を減少させるように調整された不均一面領域を備えることを特徴とする請求項9記載の方法。前記粒子ビーム偏向器と前記RFQの入口との間に配置されたレンズを用いて、前記RFQの許容角度範囲内で偏向された前記荷電粒子ビームを集束させるステップをさらに有することを特徴とする請求項1記載の方法。少なくとも、イオン源、前記RFQ、誘電体壁加速器DWA、Blumleinデバイス、およびレーザのタイミング同期を維持するステップをさらに有することを特徴とする請求項1記載の方法。荷電粒子ビームを高周波四重極RFQにカップリングする方法であって、粒子ビーム偏向器を交差する第1電界を生成するステップであって、前記粒子ビーム偏向器は前記RFQの入口に配置され、前記第1電界は前記荷電粒子ビームを前記RFQへ前記RFQの許容角度範囲内の角度で入射させる、ステップ、第2電界を所定期間にわたって生成するステップであって、前記第2電界は前記荷電粒子ビームを前記RFQの許容角度を超えた角度で偏向させる、ステップ、を有することを特徴とする方法。荷電粒子ビームを高周波四重極RFQにカップリングする装置であって、粒子ビーム偏向器であって、前記粒子ビーム偏向器を交差する第1電界が生成されると前記荷電粒子ビームが前記RFQの許容角度を超えた第1軌道を有するようにし、前記粒子ビーム偏向器を交差する第2電界が生成されると前記荷電粒子ビームを前記第1軌道から前記RFQの許容角度範囲内の第2軌道へ偏向するように構成された、粒子ビーム偏向器、前記粒子ビーム偏向器に対して電圧を供給して前記第1および第2電界を生じさせるように構成された1以上の電圧源、を備えることを特徴とする装置。前記1以上の電圧源は、前記粒子ビーム偏向器に対して電圧を供給して前記第1電界を生成するように構成された少なくとも1つの直流DC電圧源、前記粒子ビーム偏向器に対して所定時間幅を有する1以上のパルスを供給して前記第2電界を生成するように構成された少なくとも1つのパルス生成器、を備えることを特徴とする請求項14記載の装置。前記粒子ビーム偏向器は、前記荷電粒子ビームが通過して前記RFQの入口へ伝搬するように構成された2つの実質的に平行な板を備え、前記粒子ビーム偏向器は、前記板を交差する第1電圧差を生じさせることにより前記第1電界を生成するように構成されていることを特徴とする請求項14記載の装置。前記少なくとも1つのパルス生成器は、前記第1電圧差とは反対極性の第2電圧値の電圧パルスを供給するように構成されていることを特徴とする請求項16記載の装置。前記第2電圧値の絶対値は、前記第1電圧差の絶対値よりも小さい値;前記第1電圧差の絶対値と等しい値;前記第1電圧差の絶対値よりも大きい値;のなかから選択されていることを特徴とする請求項17記載の装置。前記粒子ビーム偏向器は、前記RFQの動作周波数の1周期と実質的に等しい時間幅を有する前記カップリングされた荷電粒子ビームを生成するように構成されていることを特徴とする請求項14記載の装置。前記電圧パルスの時間幅は、前記RFQの動作周波数の1周期よりも短いことを特徴とする請求項17記載の装置。前記電圧パルスの時間幅は2~4.7ナノ秒の範囲であり、前記RFQは425MHzで動作することを特徴とする請求項17記載の装置。前記荷電粒子ビームは陽子ビームであることを特徴とする請求項14記載の装置。前記粒子ビーム偏向器は、前記第1および第2電界の一方または双方の不均一性を減少させるように構成されていることを特徴とする請求項14記載の装置。前記粒子ビーム偏向器は、前記荷電粒子ビームが通過して伝搬するように構成された2つの板を備え、前記粒子ビーム偏向器は、前記板を交差する第1電圧差を生じさせることにより前記第1電界を生成し、前記板を交差する第2電圧差を生じさせることにより前記第2電界を生成するように構成され、前記板の少なくとも一方は、前記第1および/または第2電界の不均一性を減少させるように調整された不均一面領域を備えることを特徴とする請求項23記載の装置。前記粒子ビーム偏向器と前記RFQの入口との間に配置されたレンズを備え、前記レンズは、前記RFQの許容角度範囲内で偏向された前記荷電粒子ビームを集束させるように構成されていることを特徴とする請求項14記載の装置。少なくとも、イオン源、前記RFQ、誘電体壁加速器DWA、Blumleinデバイス、およびレーザの動作同期を維持するように構成された、タイミングおよび制御部品を備えることを特徴とする請求項14記載の装置。荷電粒子ビームを高周波四重極RFQにカップリングする装置であって、粒子ビーム偏向器であって、前記粒子ビーム偏向器を交差する第1電界が生成されると前記荷電粒子ビームを前記RFQに対して前記RFQの許容角度範囲内の角度で入射させ、前記粒子ビーム偏向器を交差する第2電界が生成されると前記荷電粒子ビームを前記RFQの許容角度を超えた角度で偏向するように構成された、粒子ビーム偏向器、前記粒子ビーム偏向器に対して電圧を供給して前記第1および第2電界を生じさせるように構成された1以上の電圧源、を備えることを特徴とする装置。本発明の方法および装置は、荷電粒子ビームを、陽子癌治療システムを含む粒子加速システムおよび装置における高周波四重極とカップリングさせることができる。荷電粒子ビームのカップリングは、少なくとも部分的に、高周波四重極の入力フェーズ空間アクセプタンスが入射荷電粒子ビームの角度に対して有する感度に依拠して実現される。ビーム偏向器を交差する第1電界は、荷電粒子ビームが高周波四重極の許容角度を超えた第1軌道を有するようにする。電界を瞬時的に反転または減少させることにより、荷電粒子ビームの狭小部はその初期第1軌道から、高周波四重極の許容角度範囲内の第2起動へ偏向される。本発明の1側面は、荷電粒子ビームを高周波四重極RFQとカップリングする方法を含む。同方法は、粒子ビーム偏向器を交差する第1電界を生成するステップを含む。偏向器はRFQの入口に配置され、第1電界は荷電粒子ビームがRFQの許容角度を超える第1軌道を有するようにする。本方法はさらに、所定期間にわたって第2電界を生成するステップを有する。第2電界は、荷電粒子ビームを第1軌道からRFQの許容角度範囲内の第2起動へ偏向させる。これにより荷電粒子ビームをRFQとカップリングする。本発明の他側面は、荷電粒子ビームを高周波四重極RFQとカップリングする方法を含む。本方法は、粒子ビーム偏向器を交差する第1電界を生成するステップを含む。偏向器はRFQの入口に配置され、第1電界は荷電粒子ビームをRFQに対してRFQの許容角度範囲内の角度で入射させる。本方法はまた、所定期間にわたって第2電界を生成するステップを含む。第2電界は、荷電粒子ビームをRFQの許容角度を超えた角度に偏向させる。本発明の他側面は、荷電粒子ビームを高周波四重極RFQとカップリングする装置を含む。本装置は、粒子ビーム偏向器を交差する第1電界が生成されると荷電粒子ビームをRFQの許容角度を超えた角度に偏向させ、粒子ビーム偏向器を交差する第2電界が生成されると荷電粒子ビームをRFQの許容角度範囲内の角度に偏向させるように構成された、粒子ビーム偏向器を備える。本装置はまた、粒子ビーム偏向器に対して電圧を供給して第1および第2電界を生じさせるように構成された1以上の電圧源を備える。本発明の他側面は、荷電粒子ビームを高周波四重極RFQとカップリングする装置を含む。同装置は、粒子ビーム偏向器を交差する第1電界が生成されると荷電粒子ビームをRFQの許容角度範囲内の角度でRFQへ入射させ、粒子ビーム偏向器を交差する第2電界が生成されると荷電粒子ビームをRFQの許容角度を超えた角度に偏向させるように構成された、粒子ビーム偏向器を備える。本装置はまた、粒子ビーム偏向器に対して電圧を供給して第1および第2電界を生じさせるように構成された1以上の電圧源を備える。図1は、本発明の実施形態に対応するため用いることができる線型粒子加速器linac100の簡易図を示す。簡易のため、図1はlinac100の一部の構成要素のみを示す。したがって、linac100は図1には特段示していない他の構成要素を備えることができることを理解されたい。イオン源102は、カップリング部品104を用いて高周波四重極RFQ106とカップリングされる荷電粒子ビームを生成する。カップリング部品104は例えば、RFQ106に入力される陽子ビームに対して集束/焦点外し機構を提供する1以上のアインツェルレンズのような構成要素を備えることができる。カップリング部品104はまた、荷電粒子ビームをRFQ106と選択的にカップリングできるように構成されたビーム偏向機構を備える。偏向機構の詳細については、以下の説明で述べる。RFQ106は、陽子ビームの集束、集群、および加速を提供する。高周波四重極の1構成例は、陽子ビームが通過する小孔を形成する4つの三角形羽根を備える。中央孔における羽根のエッジは、ビームの加速と整形を提供するリップルを有する。羽根はRF励起され、通過するイオンビームを加速し整形する。図1の例において、RFQ106が出力した荷電粒子ビームは、ビームをさらに加速して出力荷電粒子ビームを生成する誘電体壁加速器DWA108にカップリングされる。この出力荷電粒子ビームは陽子ビーム110として示している。図1はまた、Blumleinデバイス112および対応するレーザ114を示す。レーザ光を用いてスイッチをトリガしDWA108を制御することにより、これらデバイスを用いて電圧パルスをDWA108に提供する。タイミングおよび制御部品116は、必要なタイミングおよび制御信号をlinac100の各構成要素に対して提供し、これら構成要素の適切な動作と同期を保障する。図2A、図2B、図2Cは、図1のlinac100とともに利用することができる単一DWAセル10の動作を示す例示図を提供する。図2A~2Cは、スイッチ12の状態に関連する時系列を示す。図2A~2Cに示すように、誘電体材料から製造された軸鞘28は、単一加速器セル10の内径上に形成され、加速器管の誘電体壁を提供する。システムによっては、DWAは高傾斜絶縁器HGIを用いる。これは導体と誘電体を交互に構成するための積層絶縁器である。HGIは、Blumleinデバイスによって生成された高電圧に耐えることができる。したがって、加速器管の誘電体壁の適切な候補となる。粒子ビームが加速器管の一端において誘起され、中心軸に沿って加速される。スイッチ12を接続すると、中央導体板14は高電圧源によって帯電される。比較的高い誘電係数を有する積層誘電体20は、導体板14と16を分離する。比較的低い誘電係数を有する積層誘電体22は、導体板14と18を分離する。図2A~2Cの例示図において、中央導体板14は上部導体板16よりも底部導体板18に対してより近く配置されている。これにより、異なる間隔と異なる誘電係数の組み合わせが、中央導体板14の両側面上で同じ特性インピーダンスを生じさせるようにしている。特性インピーダンスは両半体において同じであるとしても、各半体を通過する信号の伝搬速度は同じではない。誘電係数が高い積層誘電体20はずっと遅い。この相対伝搬速度の差異は、図2Bにおける短太矢印24と長細矢印25、および図2Cにおける長太矢印26と反射短細矢印27で示している。システムによっては、Blumleinデバイスは同じ誘電体を両半体上にスイッチからギャップまでの長さが異なるようにして線型折り畳みした配置を備える。図2Aに示すスイッチ12の第1位置において、両半体は反極性に帯電し、部品の内部長に沿った合計電圧が生じないようにしている。図2Bに示すように、ラインが完全に帯電すると、スイッチ12は単一加速器セルの外径における両ラインの外を交差して閉じる。これにより電圧波24と25は内部に向かって伝搬する。これら電圧波は初期電荷の反対極性を伝搬し、各波の跡の合計電圧がゼロとなるようにする。高速波25がラインの内径に衝突すると、衝突する開回路から反射して戻る。この反射は、波25の電圧振幅を倍増させ、高速ラインの極性を反転させる。内径における低速ライン上の電圧は、さらにほんの僅かの間、初期電荷レベルと極性を維持する。このようにして、図2Bに示すように、波25が内径に到着した後かつ波24が内径に到着する前、両ラインの内端上の電界電圧は同じ方向に向けられ、互いに加算する。この電界加算により、ビームを加速するため用いることができるインパルス電界が生成される。しかしこのインパルス電界は、低速波24が内径に到着し反射したとき、中和される。この低速波24の反射は、図2Cに示すように低速ラインの極性を反転させる。インパルス電界が存在する時間は、電圧波24と25が伝搬する距離を増やすことにより、拡大することができる。1つの方法は、単一加速器セルの外径を単純に増やすことである。もう1つのより簡易な方法は、導体板14、16、18の固体ディスクを、内径および/または外径において導体リング間に接続される1以上の螺旋導体と置き換えることである。複数DWAセル10を積層または連続誘電体壁にわたって配置して、様々な加速方法により陽子ビームを加速することができる。例えば、複数DWAセルを積層し、単一ステージ加速のための単一電圧パルスを生成するように構成することができる。他実施例において、複数DWAセルを連続配置し、多段加速するように構成することができる。この場合DWAセルは、個別かつ連続的に、適切な電圧パルスを生成する。この多段DWAシステムにおいて、スイッチを閉じるタイミング図2A~2Cに示すを適切にとることにより、誘電体壁上に生成される電界を任意の所望速度で移動させることができる。具体的には、このような電界の移動は、DWAに入力される陽子ビームパルスと同期させることができる。これにより、DWA軸に沿って伝搬する伝搬波と同様の態様で制御して、陽子ビームを加速することができる。これらパルスの時間をできる限り短くすることは有用である。DWAは短期間の大きな電界パルスに耐えることができるからである。本実施形態は、ビームパルスを狭くして立ち上がり時間と立ち下がり時間を高速にしつつ、linacの各構成要素の適切な同期を維持することにより、荷電粒子ビームをlinacシステム内のRFQへカップリングすることを促す。本実施形態の理解を促すため、イオン源が5~20μsのパルスからなる低エネルギー陽子ビーム例えば35keVを生成し、RFQが425MHzで動作する、linac構成例を考える。低エネルギー陽子ビームは、イオン源からRFQへの伝搬の一部において1以上のアインツェルレンズで整形することができる。この構成例におけるRFQの標準出力は、5~10μsのマイクロパルス列である。各パルスは時間幅約200~500psであり、パルス列内の他パルスから1RF周期すなわち425MHz動作周期の場合は2.35nsだけ分離されている。実施形態に基づき、イオン源によって生成された陽子ビームの狭小部は、RFQにカップリングされる。具体的には、本実施形態はRFQの入口に配置されたビーム偏向器キッカーとも呼ぶを利用する。これによりRFQは、単一RFサイクルまたは周期の期間にわたって、短陽子ビームで満たされる。偏向された陽子パルスの立ち上がり時間および立ち下がり時間を十分に小さくして、RFQに入射されるビームがRFサイクル全体を実質的に満たすようにしつつ、隣接RFサイクルへの広がりを最小化する。RFQによって陽子ビームを伝搬、加速、集群させるため、ビームはRFQの入力アクセプタンスに合致する必要がある。このアクセプタンスは、空間、モーメント、および/または角度座標を有する位相空間において特徴づけることができる。本実施形態のビーム偏向方法および機構は、RFQが有する、入力ビームの角度に対する入力位相空間アクセプタンスの感度を部分的に利用することにより、連続低エネルギービームまたは長いパルス幅を有するパルスビームを切断することを促す。連続ビームから一部を切断することは通常、イオン源と目標地点との間に配置された1以上の偏向板と物理開口を用いてなされる。この場合の目標地点はRFQの入口である。この技術は、最終開口の物理境界を空間アクセプタンスとして用い、時間的に選択したビームを規定する。この技術の1つの課題は、低エネルギービーム例えば35keVビームが偏向板を交差して伝搬する時間が所望パルス幅例えば425MHzで動作するRFQについては2.35nsに近接するかまたはこれよりも大きいことである。これらシステムにおいて、イオン源からRFQまでのビーム伝搬も、アインツェルレンズを通過して集束する。この伝搬メカニズムにより、伝搬時間数ナノ秒のオーダがさらに拡散する。これは例えば、アインツェルレンズによってもたらされた経路長差異に起因する。このように、偏向板に対して印加される完全平方電圧パルスであっても、偏向板を介して概ね陽子伝搬時間にまで至る偏向を生じさせる。したがってこのような構成は、意図したパルス動作においてRFQに対する最大伝搬を得ることができない。上記課題は、長さが陽子速度とRFQ周期の積算よりも短いかまたはこれに近いビーム偏向器をRFQ入口に配置することにより、緩和することができる。このビーム偏向器は、第1DCバイアスレベルで動作するように構成されている。第1DCバイアスレベルに起因して生成される電界は、陽子を偏向してその軌道を変更し、変更された軌道がRFQの許容角度を超えた角度となるようにする。これら条件の下例えばデフォルト条件において、陽子ビームはRFQにカップリングされない。しかし、第1DCバイアスレベルの反対極性のインパルス電圧をビーム偏向器に対して印加することにより、狭小陽子パルスを生成し、RFQに向けることができるすなわち、RFQの許容角度範囲内の角度で。印加されるパルスは、ビーム偏向器を交差する電界を瞬時的に変更し、これにより陽子ビームはRFQにカップリングされる。図3Aと3Bまとめて図3と呼ぶは、本実施形態に基づくビーム偏向器304の動作を概略的に示す。ビーム偏向器304は、RFQ306の入口開口に配置され、陽子ビーム302がビーム偏向器304を通過するように構成されている。ビーム偏向器304は例えば、DC電圧源に接続された2つの平行板を備えることができる。陽子ビーム302は、ビーム偏向器を交差する電界が存在しない場合例えばDC電圧値がゼロ、RFQ306に入射すると陽子ビーム初期経路310を伝搬する。図3の実施例において、第1DC電圧値312がビーム偏向器304に対して印加され、ビーム偏向器304板を交差する第1電位差を生じさせる。第1DC電圧値312によってビーム偏向器304を交差して生成される電界は、陽子ビームがRFQ306の角度アクセプタンスを超えた第1軌道を有するようにする。この第1軌道は、陽子ビーム初期経路310からの偏向と考えることができる。これは図3Aにおいて符号1、5、6を付した陽子ビームの一部によって示されており、これらはDC角度偏向経路308に沿っている。この結果、ビーム偏向器304が第1DC電圧値312によってバイアスされると、陽子ビーム302はRFQ306によって受信されず、RFQ306を通過する。ビーム偏向器304に対して負パルスを印加すると、ビーム偏向器304を交差する電圧は、第2電圧値314まで瞬時的に減少する。これによりビーム偏向器304を交差する電界が消滅または減少する。その結果、陽子ビーム302は、負パルス期間の間、陽子ビーム初期経路310に沿って伝搬し、第2軌道および角度第1軌道および角度とは異なるでRFQ306に入射する。これはRFQ306の許容角度範囲内である。この動作は、図3Aにおいて符号2、3、4を付した陽子ビームの一部によって示されており、これらは陽子ビーム初期経路310に沿っている。陽子ビームは、負電圧パルスが印加されたとき、正確に陽子ビーム初期経路310に沿う必要はないことに留意されたい。実際、陽子ビーム302がRFQ306の許容角度範囲内の角度において偏向する限り、陽子はRFQ306を介して伝搬することができる。1実施例において、第1DC電圧値312は正電圧値であり、第2電圧値314は0である。上記例の変形例において、第2電圧値314は第1DC電圧値312よりも小さい正電圧値である。さらに別の変形例において、第2電圧値314は負電圧値である。他実施例において、第1DC電圧312は負値であり、第2電圧値314の絶対値は第1DC電圧値312の絶対値よりも小さい。他実施例において、第1DC電圧値はゼロまたはゼロ近傍であり、これにより陽子ビームがRFQの許容角度外の軌道を有するようにし、第2電圧値はゼロでない値であり、これにより陽子ビームがRFQの許容角度範囲内の軌道を有するようにする。ゼロ値またはゼロ値近傍電圧源によって生成された電界は、ゼロ値またはゼロ値近傍電界である。図3Bに示すように、短インパルスキック電圧を用いることにより、インパルス時点における偏向板間の全陽子は、同じ横向きキックを受け取り、キックされた陽子の時間幅は板長を陽子速度によって除算したものである。インパルス期間は、RFQの1周期より短くてもよい。例えば1実施例において、インパルス期間はRFQ周期より1振幅オーダ以下だけ短くてもよい。他実施例において、インパルス期間はRFQ周期より1以上の振幅オーダだけ短くてもよい。パルス期間は、キック効率を僅かに減少させて長くしてもよい例えばRFQ周期に近くなる程度に。1実施例において、容易に得られる高電圧パルサを用いて、インパルス期間を2.4~4.4nsにし、立ち上がり時間と立ち下がり時間を約200psにする。この電圧パルス幅における陽子パルス期間すなわちキックされた陽子または陽子集群は、電圧パルス幅と偏向板長さの畳み込みを陽子速度で除算することによって与えられる。狭小陽子パルス幅を維持するため、偏向板はRFQ入口直前に配置される。このように、RFQの角度アクセプタンスは、イオン源とRFQとの間の物理開口を必要とせずに、RFQによって加速されるビームを規定する。RFQ入口の直前にビーム偏向器を配置することにより、RFQにカップリングされる全陽子軌道の経路長差異は、数ピコ秒のオーダとなる。これは、ビーム偏向器とRFQ入口が近接し、この領域における陽子速度が均一であることによる。図3の構成例は、少なくとも2~2.5nsの時間レンジで陽子パルスを生成することができる。先述のように、425MHzで動作するRFQのサイクルは2.35nsである。図3または図4Aと4Bまとめて図4と呼ぶに示すビーム偏向システムの構成例のその他要素は、単にビーム偏向器へ電圧を印加しないことにより、linacの標準動作すなわちビーム偏向機構がないが維持できることである。このシナリオにおいて、陽子ビームはまったく偏向されず、したがってRFQに対する初期軌道を伝搬する。実施例によっては、図3または4に示す電圧パターンとは反対のものが用いられる。具体的には、このような反転電圧パターンは、ゼロ近傍の第1DCバイアスレベルを含むことができる。これを用いて、公称動作またはデフォルト動作の間に、陽子ビームをRFQに受信させることができる。この動作例や実施形態において、任意数のパルスをビーム偏向器に対して印加して、荷電粒子ビームをRFQの許容角度外へ偏向することができる。この反転パターンは、ノッチパターンまたはノッチ構成と呼ばれる。図4に示す他実施例において、ビーム直径をビーム偏向器304内およびRFQ306入口において小さく維持するため、ビーム偏向器304とRFQ306入口との間にアインツェルレンズ402が配置されている。1実施例において、アインツェルレンズ402はAccel-Decelタイプ例えば有電力電極負極性であり、ビームのフォーカス外しと集束を提供する。陽子ビームはレンズ402を通して小さく維持されるので、レンズによってもたらされる経路差も小さい例えば約100psのオーダ。レンズ420を含む構成において、RFQのoff状態に対応する第1印加DC電圧値312を調整し、および/またはレンズ402の位置を良好に調整して、off状態に関連する陽子がRFQ306入口面へRFQ306の許容角度を超えた角度で確実に到達するようにする必要がある。図5は、RFQによる陽子ビームの相対アクセプタンスを陽子ビームの偏向角度の関数としてプロットした例である。図5のプロットは、RFQ構成例について生成した。図5のプロットは、偏向角度が0から約150mradianへ移動するのにともない、RFQ入口における陽子ビームの相対アクセプタンスすなわち、特定の偏向角度における陽子ビームの比をゼロ偏向角度における陽子ビームによって除算したものが1すなわち100アクセプタンスから0へ移動することを示す。偏向角度が約150mradian超に増加すると、相対アクセプタンスはゼロのままである。図5のプロットから明らかであるように、RFQアクセプタンスはビーム偏向器による偏向角度に対して非常に敏感である。このように、小さな角度偏向例えば150mradian超であっても、陽子ビームがRFQによって受信されないおよび加速されないようにすることができる。図5のプロットは説明目的であることに留意されたい。このようにRFQの許容角度は、linac構成要素と陽子ビームの特定の構成に依拠して、図5に示すものとは異なる角度に広がり、または異なる下降特性を示す場合がある。また、RFQの許容角度はXY方向において同じである場合もあるし異なる場合もあるXY方向はRFQ位相空間に対して定義されることに留意されたい。特定の実施形態に基づきビーム偏向器に対して印加されるキックの長さは、所望の陽子パルス長例えば425MHz動作周波数に対応する2.35nsと略等しくなるように選択される。最適シナリオにおいて、キック電圧は、低エネルギー陽子速度に所望パルス長を乗算したものと等しい長さの板に対して印加されるインパルス陽子が偏向板を通過して移動する時間に対して短いである。したがって、ビーム偏向板間の全陽子は同じキックを受け取り、RFQアクセプタンスと最適に合致して伝搬が最大となり隣接RFQサイクルへの拡散が最小となる。しかし、インパルス生成技術の制約により、真に高電圧のインパルスを生成することは実現できない。例えば、商用入手可能な技術において、約500psの半値全幅FWHMパルスは容易に生成できるが、ユニットコストが高い。しかし本実施形態は、より狭いFWHMの高電圧インパルスを生成できる将来のシステムに対して適用できることが分かる。この最適インパルスキックは、以下に説明する偏向板の末端またはエッジ電界を最小化することも必要とする。本出願のビーム偏向システムを設計するに当たり、末端またはエッジ電界効果について検討する。具体的には、偏向板のエッジにおける電界強度は、偏向板中心における電界強度とは異なる場合がある。この電界不均一により、エッジ電界内に存在する陽子が板中心におけるものよりも弱いキックを受け取ると、不均一なキックが生じる場合がある。その結果、偏向の立ち上がり時間がさらに増大する。1実施例に基づき、偏向板間の分離幅を狭くすることにより、このエッジ効果を減少させる。他実施例において、偏向板を整形して電界不均一を減少させ、上部平坦形状に似たビームプロファイルを生成することにより、エッジ効果が緩和される。後者の例において、偏向板を整形して、平行板構成の電界内に存在する不均一性を補償する例えば無効化する不均一電界効果を生成する。電圧パルスの立ち上がり時間を維持するため、パルス生成器のインピーダンスに合致した同軸ケーブルまたはストリップライン伝送線を用いて、電圧をビーム偏向板に供給することができる。さらにビーム偏向器の板を伝送線に合致させ、DCブロックをインピーダンス整合させることができる。図6は、本発明の実施例に基づくビーム偏向器600の構成例を示す。ビーム偏向器600の構成は正確なサイズで記載しているものではなく、図6の概略例において記載していない追加要素またはより少ない要素を備える場合もある。図6は、ギャップ608によって分離された2つの平行キック板602と604を示す。1実施例において両キック板は同じ厚さを有するが、一般的な構成においては、上部キック板厚さT1610は下部キック板厚さT2612とは異なっていてもよい。各キック板602はさらに、板長606と板領域図示せずによって特徴づけられる。図6に例示するビーム偏向器600はさらに、キャパシタ614および616、上部同軸線628と下部同軸線618を備える。これら同軸線は、上部キック板602と下部キック板604に対してそれぞれ高電圧パルス生成器に対する接続を提供する。上部キック板602と下部キック板604に近いブロックキャパシタ614と616の配置により、パルス生成器が生成するRFパルスの形状を維持する。パルス電圧は通常、板において倍増する。キック構造は同軸線にとって負荷が非常に小さいからである。ビーム偏向器600に対するバイアス電圧は、上部DCバイアス電圧線620と下部DCバイアス線624を介して供給される。これらバイアス線は、抵抗器および/またはインダクタ622、626を介してビーム偏向板602、604とそれぞれ接続される。1実施例において、以下の特性を有するビーム偏向器600について考える:板長606=8mm、ギャップ608=9mm、キック板面積=160mm2、上部キック板厚さT1610および下部キック板厚さT2612=5.7mm、キャパシタ614および616=680pF、抵抗器/インダクタ622および626=1.5MΩ。上記ビーム偏向器600の構成例は、6.2kVと-6.2kVがそれぞれ上部DCバイアス線624と下部DCバイアス線620に供給され、3.7kVと-3.7kVの2.5nsまたは4nsのパルスがそれぞれ上部同軸線628と下部同軸線618に供給されると、立ち上がり時間と立ち下がり時間が500ps以下で幅約2.35nsの分割した陽子ビームを生成することができる。1以上のDC電圧源および1以上のパルス生成器を用いて、DCおよびパルス電圧を供給することができる。上述の値は製造者および製造上の公差に影響されることに留意されたい。さらに他実施形態において、上述の原理に基づき、異なる構成値およびサイズを有するビーム偏向器を考えることもできる。例えば実施形態によっては、ビーム偏向器の構成は、2~4.7nsの幅を有する分割した粒子ビームを生成することができる。linacの各構成要素間の同期は、出力陽子ビームを適切に生成し制御するための重要な要因である。図1のlinac構成例の前提において、このような複数要素間の同期動作を維持する必要がある。これはイオン源102、RFQ106、多段DWA108を含む。具体的には、多段DWA内で陽子ビームまたは陽子集群を加速するためには、少なくともRFQおよびビーム偏向器動作と同期したBlumleinsデバイスと関連するレーザを順に帯電および放電することが必要である。図1において、タイミングおよび制御部品116は、linac100構成要素にとって必要なタイミングと同期制御を提供する。図7は、StanfordResearchSystemsのDG645デジタル遅延/パルス生成器のハイレベルブロック図を示す。これを用いて、少なくとも部分的に、linacのタイミング同期信号を生成することができる。DG645は、正確に定義されたパルスを10MHzまでの繰り返しレートで提供する汎用遅延/パルス生成器である。DG645はまた、5ps解像度で0~2000sのデジタル遅延を生成することができる。図7に示すように、425MHz周波数信号すなわちRFQのRF動作周波数は16で除算され、外部トリガとして用いられる。DG645は5つの前面出力:T0、AB、CD、EF、GHを有する。T0はRFQゲート信号およびイオン源トリガとして動作するために用いられ、トリガ信号を2656250で除算することにより生成される。AB、CD、EF、GHは全て、2Hz信号である。これら信号を用いて、陽子キッカ、任意波形生成器AWG、ポッケルスセルパルサKentechPSP1パルサ、フラッシュランプのためのトリガをそれぞれ提供することができる。AWG、PSP1、フラッシュランプは、Blumleinsデバイスに関連するQスイッチレーザを動作させるために用いられる。DG645は、100~200psのタイミングジッタを有する。1実施形態において、トリガ信号のジッタ性能は、ゲートメカニズムを利用することにより改善される。図8は、DG645デジタル遅延/パルス生成器を利用する低ジッタタイミングシステムの他実施例に基づくハイレベルブロック図を示す。図8に示す実施例のマスタ発振器部において、106.25MHz信号は4で除算され、26.5625MHz周波数信号すなわち、RFQのRF動作周波数の1/16を外部トリガとして提供する。106.25MHz信号はまた、4を乗算して、RFQの425MHz動作周波数を提供する。図において、AB、CD、EFを用いて、正確トリガを生成する26.5625MHzをゲーティングする。得られるトリガは、入力トリガ自身を用いるRFゲーティングのため、RF信号に対して測定不能な程度例えば5ps以下のジッタを有する。RFゲートの後、AB、CD、EFに対応するRFゲートの出力は増幅されamp、その後にアナログ遅延ラインが続く。アナログ遅延は低ジッタを維持し、AWG、PSP1、陽子キッカに対してトリガを提供する。図8に示すように、陽子キッカは正負キッカインパルスによって提供することができる。フラッシュランプトリガは、GHによって提供される。1実施形態において、図1のタイミングおよび制御部品116は、図7と8に示す特定のタイミング信号を利用し、linac100構成要素を425MHzクロックで同期させる。イオン源がonになり安定化すると、ビーム偏向器またはキッカは、RFQにカップリングされた陽子ビームの一部を切断する。RFQは充填し安定化するため約10μsを必要とする。RFQを通過する移動時間は約300nsであり、RFQが出力するイオンパルスは約200psの長さである。DWAは、レーザ駆動陽子スイッチを用いてBlumleinsデバイスを順に帯電および放電することによりエネルギー供給される。これは次に陽子パルスを加速し、DWAの中央空洞へ伝搬させる。本実施形態によれば、陽子パルスがDWAに到着するタイミングと陽子スイッチを駆動するレーザパルスは、20ps以内で同期化される。さらにキッカトリガ信号は、レーザトリガ信号の数100ns以内でアクティブになり、ジッタは20ps以下である。図9は、動作例セット900を示す。1実施例に基づきこれを実施することにより、荷電粒子ビームをRFQとカップリングすることができる。ステップ902において、ビーム偏向器を交差する第1電界が生成され、荷電粒子ビームをRFQの許容角度を超えた角度で偏向する。第1電界は例えば、ビーム偏向器板を交差する電圧差を生じさせることにより生成することができる。ステップ904において、第2電界が所定期間にわたって生成され、荷電粒子ビームをRFQの許容角度範囲内の角度で偏向させる。第2電界は例えば、ビーム偏向板を交差する既存電圧差の反対極性のピーク電圧値を有する電圧パルスを印加することにより生成することができる。結果、荷電粒子ビームの一部は、RFQの角度アクセプタンスに基づきRFQ入力にカップリングされる。RFQの角度アクセプタンスに依拠して、RFQの空間アクセプタンスとは対照に、エッジを不鮮明にしてRFQに入力されるビームの立ち上がり/立ち下がり時間を増大させる物理開口を利用することなく、荷電粒子ビームをRFQにカップリングすることができる。1実施例において、上述の動作セットは、粒子ビーム偏向器の一部として2つの実質的に平行な板を用いるステップ、荷電粒子ビームが2つの実質的に平行な板を通過して伝搬するように同平行板を構成するステップ、板を交差する第1電圧差を生じさせて第1電界を生成するステップ、を含む。この実施例はまた、第1電圧差とは反対極性の第2電圧値の電圧パルスを印加して第2電界を生成するステップを含むこともできる。さらに、第2電圧値の絶対値は、以下のいずれか1つを選択することができる:第1電圧差の絶対値より小さい値;第1電圧差の絶対値に等しい値;第1電圧差の絶対値よりも大きい値。他実施形態によれば、カップリングされた荷電粒子ビームの時間幅は、RFQの動作周波数の1周期と実質的に等しい。第1電圧差とは反対極性の第2電圧値の電圧パルスを印加することにより第2電界が生成される本実施例において、電圧パルスの時間幅は2~4.7ナノ秒とすることができ、RFQは425MHzで動作する。1実施例によれば、荷電粒子ビームは陽子ビームである。他実施例において、粒子ビーム偏向器は、第1および第2電界の一方または双方の不均一性を減少させるように構成されている。例えば粒子ビーム偏向器は、荷電粒子ビームが通過して伝搬するように構成された2つの板を備えることができる。第1電界は板を交差する第1電圧差を生じさせることにより生成され、第2電界は板を交差する第2電圧差を生じさせることにより生成される。この例において、少なくとも1つの板は、第1および/または第2電界の不均一性を減少させるように調整された不均一面領域を備えることができる。さらに別実施例において、粒子ビーム偏向器とRFQに入口の間に配置されたレンズを用いて、RFQの許容角度範囲内で偏向された荷電粒子ビームを集束させることができる。他実施形態において、タイミング同期は、少なくともイオン源、RFQ、誘電体壁加速器DWA、Blumleinデバイス、およびレーザの動作で維持される。さらに別実施形態において、荷電粒子ビームを高周波四重極RFQへカップリングするデバイスを提供する。このデバイスは、当該粒子ビーム偏向器を交差する第1電界が生成されると荷電粒子ビームをRFQの許容角度を超えた角度で偏向させるように構成された粒子ビーム偏向器を備える。粒子ビーム偏向器はさらに、当該粒子ビーム偏向器を交差する第2電界が生成されると荷電粒子ビームをRFQの許容角度範囲内の角度で偏向させるように構成されている。上述のデバイスはまた、粒子ビーム偏向器に対して電圧を供給して第1および第2電界を生じさせるように構成された1以上の電圧源を備える。1実施例において、上述のデバイス内の1以上の電圧源は、粒子ビーム偏向器に対して電圧を供給して第1電界を生成するように構成された少なくとも1つの直流DC電圧源と、粒子ビーム偏向器に対して所定時間幅の1以上のパルスを供給して第2電界を生成するように構成されたパルス生成器と、を備える。図10は、動作例セット1000を示す。別実施例に基づきこれを実施することにより、荷電粒子ビームをRFQにカップリングすることができる。ステップ1002において、ビーム偏向器を交差する第1電界が生成され、荷電粒子ビームをRFQの許容角度範囲内の角度で偏向させる。例えば第1電界は、ビーム偏向板を交差する0に近いまたは0の電圧差を生じさせることにより生成することができる。ステップ1004において、第2電界が所定期間にわたって生成され、荷電粒子ビームをRFQの許容角度を超えた角度で偏向させる。第2電界は例えば、1以上の電圧パルスを印加することにより生成することができる。この電圧パルスは、特定期間にわたって正負ピーク電圧値を有し、これにより荷電粒子ビームが瞬時的にRFQの許容角度外へ偏向される場合がある。実施形態によっては、1以上の別偏向メカニズム例えば偏向板をキッカの1側面または両側面に配置して、荷電粒子ビームの偏向を促すことができる。例えば図3において、第1DC電圧値312でバイアスされた別の平行板セットを、図示するビーム偏向器304の左側面に配置して、ビームをRFQの許容角度範囲外の角度で偏向することができる。この実施例において、キッカ板に印加される電圧パルスは、荷電粒子ビームをRFQの許容角度範囲内の角度で偏向させることができる。これに加えてまたはこれに代えて、第2板セットをキッカ板とRFQとの間に配置して、単独で、または第1平行板セットおよび/またはキッカ板と連動して、粒子ビーム偏向を促すことができる。特定の構成において、RFQが受け取る陽子ビームは、隣接RFQサイクルにカップリングされた陽子を含む場合がある。この現象は、スピルオーバと呼ばれる場合がある。アプリケーションによっては、スピルオーバによりパルス前およびパルス後に陽子が存在することは許容範囲である。したがって、例えば既存の技術レベルおよび/または実装コストによれば特定の時間幅の単一陽子集群を生成することが不可能な実施形態においては、ビーム偏向部品と関連するパラメータを設計して、ある程度のスピルオーバを許容することもできる。さらに、技術レベルまたはコストによらず、隣接RFQサイクルへのスピルオーバを許容し得るアプリケーションにおいて、スピルオーバの割合を他の調整可能パラメータとして用いて、陽子ビームをRFQへ適切にカップリングすることを促すことができる。図11は、中央RFQサイクル例えば265MHz動作周波数においては2.35ns内に65の陽子電荷が含まれ、各隣接サイクルにおいて約15のスピルオーバが存在する、実施例を示す。他実施例において、スピルオーバは図11に示すものよりも少ないまたはより多い隣接サイクルに広がっていてもよい。本発明の様々な実施形態は、個別または一体的に、様々なハードウェアおよび/またはソフトウェアーモジュールと構成要素を備えるデバイス内に実装できることを理解されたい。実施形態の記載において、分離した構成要素が1以上の動作を実施するように構成されていることを示した。しかし、2以上の上記構成要素を組み合わせ、および/または各構成要素が図示していないサブ構成要素を備えてもよいことを理解されたい。さらに、図9と10においてフローチャート形式で記載した動作は、各実施形態の動作を実施する別のステップを含むことができる。実施例によっては、本出願において記載したデバイスは、互いに通信可能に接続されたプロセッサ、メモリ部、インターフェースを備えることができる。例えば図12は、図1のタイミングおよび制御部品116の一部として利用することができ、または図1の1以上の構成要素と通信可能に接続することができる、デバイス1200のブロック図を示す。デバイス1200は、少なくとも1つのプロセッサ1202および/またはコントローラ、プロセッサ1202と通信する少なくとも1つのメモリ部1204、通信リンク1208を介して他の構成要素、デバイス、データベース、ネットワークと直接的または間接的にデータと情報を交換することを可能にする少なくとも1つの通信部1206、を備える。通信部1206は、1以上の通信プロトコルに基づき、有線および/または無線通信能力を提供することができる。したがって、適切な送信/受信アンテナ、回路、ポートとともに、データその他の情報を適切に送信および/または受信するために必要になるエンコード/デコード機能を備えることができる。本開示の各実施形態は、全体として方法またはプロセスの前提で説明した。これは1実施形態において、コンピュータ読取可能媒体内に格納されたコンピュータプログラム製品により実装することができる。これは例えばネットワーク環境においてコンピュータが実行するプログラムコードのようなコンピュータ実行可能命令を含む。コンピュータ読取可能記憶媒体は、リムーバブルおよびノンリムーバブル記憶デバイスを含む。これは、限定するものではないが、ReadOnlyMemoryROM、RandomAccessMemoryRAM、コンパクトディスクCD、DigitalVersatileDiscDVD、Blu-rayDisc、などを含む。したがって、本出願において記載するコンピュータ読取可能媒体は、不揮発記憶媒体を含む。一般にプログラムモジュールは、特定のタスクを実施し、または特定の抽象データ型を実装する、ルーチン、プログラム、オブジェクト、コンポーネント、データ構造、などを含むことができる。コンピュータ実行可能命令、関連するデータ構造、プログラムモジュールは、本実施形態のステップを実行するプログラムコードの例を表すものである。この実行可能命令の特定シーケンスまたは関連するデータ構造は、そのステップまたはプロセスにおいて記述された機能を実装する対応動作の例を表すものである。以上の実施形態の説明は、図示と説明目的で提示したものである。以上の説明は、本発明の実施形態を、説明した事項そのものに限定することを意図するものではない。上述の教示または各実施形態を実施する際に得られる事項にしたがって修正または変形が可能である。本実施形態は、各実施形態およびその実アプリケーションの原理と性質を説明し、当業者が本発明を各実施形態において特定の利用形態に適した様々な変形とともに利用できるようにするために選択され記載されたものである。例えば、実施例は陽子ビームの前提で説明したが、本原理は他の荷電粒子ビームへ適用できることを理解されたい。さらに、特定の実施形態に基づき実施される非常に短い荷電粒子パルスは、放射線癌治療、球状核物質検出プローブ、またはプラズマ圧縮もしくは加速設備に至る、様々なアプリケーションにおいて用いることができる。本実施形態の特性は、全ての可能な方法、装置、モジュール、システム、コンピュータプログラム製品の組み合わせと組み合わせることができる。