ПАРАБОЛИЧЕСКАЯ ЛИНЗА Российский патент 1997 года по МПК H01J3/20 

Предлагаемое изобретение относится к магнитооптическим системам каналов транспортировки пучков заряженных частиц, а именно к устройствам, в которых происходит транспортировка заряженных частиц за счет их взаимодействия с магнитными полями и может быть использовано при одновременной фокусировке частиц противоположных знаков (например, e^±,π^±,μ^± и др.).

Известны магнитные линзы азимутального поля, среди которых наиболее близка по технической сущности параболическая или Халинза.

Параболическая линза (фиг. 1) выполнена из двух тонкостенных параболоидов вращения, соединенных вершинами. По этим параболоидам в одном направлении пропускается ток 1, который создает в пространстве между параболическими поверхностями азимутальное поле, не отличающегося от поля прямого тока,

где r расстояние от оси Z, на котором создано магнитное поле H_Φ.

Движущаяся параллельно оси Z параболической линзы заряженная частица будет испытывать фокусирующее или дефокусирующее воздействие в зависимости от направления движения или знака частицы. Параболическая линза следовательно может фокусировать разноименные частицы, то только при условии, если они будут двигаться навстречу друг другу. Движущиеся же в одном направлении разноименные заряженные частицы не могут быть одновременно сфокусированы параболической линзой, т.е. не позволяет транспортировать частицы противоположного знака.

Технический результат согласно формуле изобретения заключается в том, что в параболической линзе введена центральная дискообразная, токонесущая шина, разделяющая линзу на две половины, противоположно воздействующие на заряженные частицы и дающая возможность, согласно принципу знакопеременной фокусировки, обеспечить фокусирующее воздействие для части противоположных знаков.

На фиг. 2 представлена симметричная параболическая линза (СПЛ), состоящая из двух параболоидов вращения 1, 2 и дискообразной шины 3, имеющих общую точку в центре линзы. Ток 1 втекает (или вытекает) через центральную шину, а вытекает (или втекает) через периферийные концы линзы. Наличие центральной токонесущей шины 3 преобразует параболическую линзу в симметричный элемент относительно плоскости Z=0 с противоположными азимутальными магнитными полями в соседних половинах линзы.

СПЛ работает следующим образом. Если в СПЛ параллельно оси линзы влетает положительно заряженная частица, то в параболоид 1 СПЛ она будет испытывать рассеивающее воздействие, и поэтому отклонится от оси Z на еще большее расстояние и, попав в параболоид 2 СПЛ, будет из-за изменения направления азимутального магнитного поля сфокусирована силой, превышающей дефокусирующее воздействие на первой половине линзы. Следовательно, положительно заряженная частица будет испытывать фокусирующее воздействие при прохождении всей СПЛ.

Отрицательно заряженная частица наоборот, в параболоиде 1 СПЛ будет испытывать фокусирующее воздействие и смещаться ближе к оси линзы. Хотя в параболоиде 2 на частицу будет действовать дефокусирующая сила со стороны изменившего направление азимутального поля, она будет создавать воздействие, уступающее по величине фокусирующему воздействию в параболоиде 1. Отрицательно заряженная частица, как и положительно заряженная, будет испытывать фокусирующее воздействие при прохождении всей СПЛ.

Таким образом, предполагаемое изобретение позволяет решить проблему создания канала транспортировки для заряженных частиц противоположных знаков, с помощью набора СПЛ.

Использование: в ускорительной технике, в частности при транспортировке пучков заряженных частиц. Сущность изобретения: в параболическую линзу, состоящую из двух параболоидов вращения, соединенных вершинами, введена центральная дискообразная шина, разделяющая линзу на две половины, симметричные относительно этой шины. 2 ил.

Параболическая линза, состоящая из двух тонкостенных элементов в форме параболоидов вращения, соединенных вершинами, отличающаяся тем, что в нее введена центральная дискообразная токонесущая шина, разделяющая линзу на две половины и контактирующая с вершинами тонкостенных элементов.