[實用新型]一種緊湊型波蕩器

有效

• 申請號: 201720874678.1
• 申請日: 2017-07-18
• 公開（公告）號: CN206922185U
• 公開（公告）日: 2018-01-23
• 發明（設計）人: 鄧海嘯;宋明豪;蔣志強;劉波;王東
• 申請（專利權）人: 中國科學院上海應用物理研究所
• 主分類號: H01S1/02
• 分類號: H01S1/02
• 代理公司: 上海智信專利代理有限公司31002
• 代理人: 鄧琪

技術領域

本實用新型屬于波蕩器領域，具體涉及一種支持雙電子束、雙光束線的緊湊型波蕩器。

背景技術

傳統激光是通過將介質中的電子泵浦到較高能級的亞穩態，在滿足粒子數翻轉和增益大于損耗的條件下，處于較高能級的電子向低能級躍遷，從而產生相干輻射所形成的。不同于傳統激光器，自由電子激光是由電子加速器產生的相對論性電子束團在周期性磁鐵(波蕩器)中做扭擺運動產生的相干輻射。

波蕩器作為一種產生周期性磁場的插入件，不僅是自由電子激光裝置的核心部件，也是產生高亮度和高強度同步輻射光源不可或缺的一部分。正因此特性，波蕩器所產生的X射線或更長波長的光子束也被應用于醫學、農業和工業領域。

現階段，安裝于各大自由電子激光裝置和同步輻射裝置中的波蕩器由典型的C型框架支撐，由于周期性磁鐵間相當大的磁場力和位移精度的高要求，C型框架必須足夠堅固，從而導致現有波蕩器體積大、重量大，而又大又重的此類結構往往造價昂貴、占用空間大、安放困難、調節不便。

此外，目前的波蕩器僅支持單電子束、單光束線，當實際應用中需用到雙光束線時，則需要安裝兩個波蕩器。然而，在一些已經運行或者已經完成建設的裝置中，如美國的LCLS(直線加速器相干光源)、日本的SACLA(緊湊型硬X射線光源)以及我國上海的SXFEL(軟X射線自由電子激光試驗裝置)，雖然在前期隧道建設過程中預留有一定的空間，但是受限于造價和面積的約束，這些建造而成的隧道中往往很難再擺放更多的波蕩器結構。

實用新型內容

本實用新型提供一種支持雙電子束、雙光束線的緊湊型波蕩器，其既可以克服傳統波蕩器結構占用空間大，調節不便的缺點，又可以支持雙電子束、雙光束線運行，從而降低波蕩器造價且不影響兩套系統獨立運行。

為了實現上述目的，本實用新型采用如下技術方案：

一種緊湊型波蕩器，包括一口字型的支撐框架以及設置在所述支撐框架內的兩組磁結構、兩組傳動機構和兩組驅動機構，其中，

每組所述磁結構分別包括兩排磁體陣列，兩排磁體陣列之間形成磁間隙；

每組所述傳動機構分別與一組所述磁結構的兩排磁體陣列連接，并設置為調節該組磁結構的磁間隙；

每組所述驅動機構分別與一組所述傳動機構連接，并設置為驅動該組傳動機構。

進一步地，每組所述傳動機構分別包括兩個滑動安裝在所述支撐框架的邊框上的傳動大梁、以及兩個分別固定在一傳動大梁上的隨動大梁，其中所述兩個隨動大梁上安裝同一組磁結構的兩排磁體陣列。

進一步地，所述磁體陣列與所述隨動大梁之間設有墊片。

進一步地，所述磁體陣列包括周期性間隔設置的永磁體和鐵磁體。

優選地，所述支撐框架的四個邊框由一位于上方的基礎大梁、一位于下方的底座、以及兩個支撐在所述基礎大梁與所述底座之間的立柱構成。

優選地，兩組所述傳動機構分別安裝在不同立柱上。

優選地，兩組所述傳動機構安裝在同一個立柱上。

優選地，一組所述傳動機構安裝在所述基礎大梁上，另一組所述傳動機構安裝在所述底座上。

進一步地，所述驅動機構為伺服電機。

與現有技術相比，本實用新型具有如下有益效果：

首先，本實用新型的波蕩器首先能夠支持雙電子束、雙光束線，能夠節省空間并降低造價，以美國LCLS為例，若采用傳統波蕩器，則隧道只能安裝兩條波蕩器束線，而采用本實用新型緊湊型波蕩器，可安裝四條束線，同時，由于共享機械支撐等，每條波蕩器束線單價可降低至原來的70％-80％；其次，由于兩條波蕩器束線之間的距離拉近，降低了自由電子激光束流分配系統的負擔和壓力，兩組磁結構的磁間隙可以同時改變，可根據用戶需求的自由電子激光波長對磁間隙進行獨立調整，有較大的工作波長調節范圍；除此之外，還能夠在一套波蕩器內實現兩種自由電子激光模式并行運行，有利于驗證現有模式和探索新模式，為今后的自由電子激光應用提供有效支持。

附圖說明

圖1A為本實用新型緊湊型波蕩器的第一個實施例的結構示意圖；

圖1B為本實用新型緊湊型波蕩器的第二個實施例的結構示意圖；

圖1C為本實用新型緊湊型波蕩器的第三個實施例的結構示意圖；

圖2為本實用新型緊湊型波蕩器中磁結構的局部示意圖；

圖3為圖1A中兩組磁結構在周期不同、磁間隙相同時兩者之間的軸向磁場沿X方向的分布圖；

圖4為圖1A中兩組磁結構在周期不同、磁間隙不同時兩者之間的軸向磁場沿X方向的分布圖；