一种双周期波荡器制造技术

本发明专利技术提供一种双周期波荡器，包括彼此可相对移动的上下磁载结构、固定于下磁载结构上的两个磁体阵列结构、以及固定于上磁载结构上的两个磁体阵列结构，其中四个磁体阵列结构两两组成第一和第二波荡器；四个磁体阵列结构在z方向上的相对位置使得第一和第二波荡器的其中一台的两磁体阵列结构对齐并工作时，另一台的两磁体阵列结构在z方向上处于能够产生斥力的彼此错开的位置，z方向为双周期波荡器的束流传播方向。本发明专利技术的双周期波荡器在其中两个磁体阵列对齐时另外两个错开，产生排斥力来补偿对齐的磁体阵列的吸引力，从而基于磁力补偿缩减波荡器的磁力负载，减小波荡器的整体的体积，在相同的波荡器体积下扩大辐射光子的能量范围。范围。范围。

【技术实现步骤摘要】
一种双周期波荡器


[0001]本专利技术属于波荡器
，具体的说涉及一种双周期波荡器。

技术介绍

[0002]波荡器是自由电子激光装置中重要的组成器件之一，其磁场在束流方向上具有周期性。当电子束通过波荡器时，将在运动的切线方向上产生辐射光。
[0003]不同周期长度的波荡器会导致光子亮度随光子能量变化的不同调谐曲线，当用户必须选择一个周期长度时，必须在感兴趣的能量范围内的光子数最大化和确保调谐范围足够宽之间做出妥协。
[0004]双周期波荡器能够拓展幅射光的能量范围，充分满足实验用户的需求。也可以在不同的自由电子激光模式下进行调节和操作。
[0005]目前现有的设计双周期波荡器，要么体积过于庞大，要么磁力较小。如上海同步辐射光源中的双椭圆极化波荡器，其结构相当于两台波荡器，占地巨大；日本Spring
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8光源中的双周期波荡器采用滚轮结构，但其整体长度较短且大梁不在贝塞尔支撑点，导致变形严重。正在建设的SHINE装置(硬X射线自由电子激光装置)的隧道中将安装两条波荡器线，其中波荡器的长度为4m且磁场较高，所以产生的磁力巨大。由于空间和造价的限制，在隧道中很难摆放已有结构的双周期波荡器。基于此，需要设计一台双周期波荡器。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的在于提供一种双周期波荡器，以在扩大辐射光子的能量范围的同时减小整体的体积。
[0007]为了实现上述目的，本专利技术提供一种双周期波荡器，包括彼此可相对移动的下磁载结构和上磁载结构、固定于下磁载结构上的第二磁体阵列结构和第四磁体阵列结构、以及固定于上磁载结构上的第一磁体阵列结构和第三磁体阵列结构，所述第一磁体阵列结构和第二磁体阵列结构在对齐时共同组成第一波荡器，第三磁体阵列结构和第四磁体阵列结构在对齐时共同组成第二波荡器；
[0008]其中，下磁载结构上的两个磁体阵列结构在z方向上的相对位置以及上磁载结构上的两个磁体阵列结构在z方向上的相对位置设置为使得第一和第二波荡器的其中一台的两个磁体阵列结构对齐并工作时，另一台的两个磁体阵列结构在z方向上处于能够产生斥力的彼此错开的位置，z方向为双周期波荡器的束流传播方向。
[0009]所述下磁载结构的两个磁体阵列结构和上磁载结构的两个磁体阵列结构均在z方向上错开，错开的距离不同，或者错开的距离相同但错开的方向相反；且所述下磁载结构的两个磁体阵列结构和上磁载结构的两个磁体阵列结构均在x方向上间隔开，x方向为垂直于双周期波荡器的束流传播方向的水平方向。
[0010]所述下磁载结构和上磁载结构中的其中一个的两个磁体阵列结构在z方向上错开。
[0011]所述的下磁载结构和上磁载结构均设置于框架上，所述框架为L型框架，其由底座和立柱组成。
[0012]所述底座和立柱之间设有第一驱动机构，其设置为驱动立柱沿x方向平移，x方向为垂直于双周期波荡器的束流传播方向的水平方向。
[0013]所述下磁载结构通过下大梁与框架连接，所述上磁载结构通过上大梁与框架连接。
[0014]所述下大梁和框架之间设有第二驱动机构和第三驱动机构，所述上大梁和框架的立柱之间设有第四驱动机构和第五驱动机构，所述第二驱动机构、第三驱动机构、第四驱动机构和第五驱动机构设置为驱动上大梁和下大梁沿y方向做开合运动，y方向为竖直方向。
[0015]所述大梁和所述磁载结构之间设有第六驱动机构和第七驱动机构，所述第六驱动机构和第七驱动机构设置为使得下磁载结构和上磁载结构彼此沿z方向相对平移。
[0016]每个磁体阵列结构包括沿双周期波荡器的束流传播方向周期性且交替排布的磁铁和磁极，第一波荡器和第二波荡器的磁铁和磁极的排布周期不同。
[0017]本专利技术的双周期波荡器通过在每一个磁载结构中设置两个周期性磁体阵列，且其中两个磁体阵列对齐时另外两个磁体阵列错开，从而产生排斥力来补偿对齐的磁体阵列的吸引力，从而基于磁力补偿缩减波荡器的磁力负载，由于磁力的减小使得波荡器能够设置的更为紧凑，减小波荡器的整体的体积，进而在相同的波荡器体积下扩大辐射光子的能量范围，能满足更多实验用户的需求；并且通过改变磁载结构的横向位置，使对齐并工作的磁体阵列能够交替切换，从而能够更为方便的切换波荡器的周期长度，满足更多用户的实验需求，可以运行不同的激光模式。
附图说明
[0018]图1是根据本专利技术的一个实施例的双周期波荡器的整体结构示意图；
[0019]图2为根据本专利技术的一个实施例的双周期波荡器L型框架和驱动机构的结构示意图；
[0020]图3是根据本专利技术的一个实施例的双周期波荡器的磁载结构的结构示意图；
[0021]图4为本专利技术双周期波荡器的单个磁体阵列结构的结构示意图；
[0022]图5为不同周期的波荡器在运行时磁体阵列结构的相对位置示意图，左半部分示出了第一波荡器工作时的情况，右半部分示出了第二波荡器工作时的情况。
[0023]图6A为本专利技术双周期波荡器中周期长度为55mm的波荡器的磁体阵列结构的中轴线磁场的示意图；
[0024]图6B为本专利技术双周期波荡器中周期长度为75mm波荡器的磁体阵列结构的中轴线磁场的示意图。
具体实施方式
[0025]为了使本领域的人更好的理解本专利技术的技术方案，下面结合本专利技术的附图，对本专利技术的技术方案进行清楚、完整的描述。
[0026]图1是根据本专利技术的一个实施例的双周期波荡器的整体结构示意图，图2是根据本专利技术的一个实施例的双周期波荡器的框架和驱动机构的结构示意图。y方向为竖直方向，x
方向为垂直于双周期波荡器的束流传播方向的水平方向，z方向为双周期波荡器的束流传播方向。
[0027]如图1和图2所示，所述双周期波荡器包括框架、设置于框架上的两个彼此可相对移动的磁载结构，每个磁载结构上设有两个固定于所述磁载结构上的磁体阵列结构。
[0028]所述框架为L型框架，其由底座101和立柱102组成。
[0029]磁载结构无磁性，其材料为铝材，磁载结构的作用是为了固定磁体阵列结构。两个彼此可相对移动的磁载结构包括下磁载结构401和上磁载结构402，固定于下磁载结构401上的磁体阵列结构为第二磁体阵列结构202和第四磁体阵列结构204，固定于上磁载结构402上的磁体阵列结构为第一磁体阵列结构201和第三磁体阵列结构203。
[0030]其中，第一磁体阵列结构201和第二磁体阵列结构202在对齐时共同组成第一波荡器，第三磁体阵列结构203和第四磁体阵列结构204在对齐时共同组成第二波荡器，第一波荡器和第二波荡器的周期长度不同。
[0031]由此，第二磁体阵列结构202和第四磁体阵列结构204彼此的相对位置固定，第一磁体阵列结构201和第三磁体阵列结构203彼此的相对位置固定。在本实施例中，固定于下磁载结构401上的磁体阵列结构的上表面处于同一平面上，固定于上磁载结构402上的磁体阵列结构的下表面处于同一平面上。
[0032]在本实施例中，如图3本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种双周期波荡器，其特征在于，包括彼此可相对移动的下磁载结构和上磁载结构、固定于下磁载结构上的第二磁体阵列结构和第四磁体阵列结构、以及固定于上磁载结构上的第一磁体阵列结构和第三磁体阵列结构，所述第一磁体阵列结构和第二磁体阵列结构在对齐时共同组成第一波荡器，第三磁体阵列结构和第四磁体阵列结构在对齐时共同组成第二波荡器；其中，下磁载结构上的两个磁体阵列结构在z方向上的相对位置以及上磁载结构上的两个磁体阵列结构在z方向上的相对位置设置为使得第一和第二波荡器的其中一台的两个磁体阵列结构对齐并工作时，另一台的两个磁体阵列结构在z方向上处于能够产生斥力的彼此错开的位置，z方向为双周期波荡器的束流传播方向。2.根据权利要求1所述的双周期波荡器，其特征在于，所述下磁载结构的两个磁体阵列结构和上磁载结构的两个磁体阵列结构均在z方向上错开，错开的距离不同，或者错开的距离相同但错开的方向相反；且所述下磁载结构的两个磁体阵列结构和上磁载结构的两个磁体阵列结构均在x方向上间隔开，x方向为垂直于双周期波荡器的束流传播方向的水平方向。3.根据权利要求1所述的双周期波荡器，其特征在于，所述下磁载结构和上磁载结构中的其中一个的两个磁体阵列结构在z方向上错开。4.根据权利要求1所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：周蜀东，张伟，相升旺，朱亚，雷阳阳，
申请(专利权)人：中国科学院上海高等研究院，
类型：发明
国别省市：