Магнитостатическая линза Советский патент 1979 года по МПК H01J23/08 H01J29/64 

(54) МАГНИТОСТАТИЧЕСКАЯ ЛИНЗА

Изобретение относитсва к электротехнике, в частности к системам формирования И стабипизашш потоков заряженных частиц, применяемых в линейных ускорителях, в электроннолучевых трубках, технологических установках, в электровакуумных СВЧ приборах типа О, Более : конкрет Ю изобретение относится к системам на постоянных магнитах с регулируемым рабочим магнитным полем, преднайг наченнымдляввопа приборов в рабочий реЖИМ ИЛИ апя проведения исследований. Известна магнитостатическая линза, содержащая аксиальнонамагниченные коль цевые магниты И дисковые полюсные наконечшп( . Однако такая линза не позволяет регулировать магнитное поле в осевом рабочем канале. Известна также магнитостатическая линза, содержащая кольцевой магнит, намагниченный аксиально по секторам так, что намагниченность каждого сектора противоположна соседнему, а полюсные наконечники, выполненные в виде подвижно установленных фигурных дисков, состоящих ИЗ частей, наружные контуры которых повторяют контуры секторов магнита, причем полюсные наконечники соединены через отверстие магнита магнитопроводом 2. Однако такая линза может создать в приосевом районе рабочего канала магнита только однородное в .азимутальном направлении магнитное поле, которое недо- стато.чно эффективно для стабилизации некоторых потоков заряженных частиц. Более эффективны для стабилизации, т.е. нейтрализации СИЛ расталкивания, потоков заряженных тяжелых частиц или быстрых потоков электронов магнитные ЛИНЗЫ для жесткой фокусировки, например дуплет ЛИНЗ с квадрупольным магнитнык полем, Целью изобретения является улучшение стабилизирующего действия магнитостатической линзы на поток заряженных частиц. Для этого в линзе между магнитом и одним из по.люсных наконечников, Соосно им, установлены второй, аналогичный первому, магнит и кольцевой магнитНо-М$ггкий диск, расположенный между магнитами, при этом части полюсных наконечников отделены друг от друга немагнитными зазорами, а магнитопровод соединяет одинаково намагниченные части полюсных наконечников. Предложенное конструктивное решение обеспечивает создание в осевом канале маг.нитостатической линзы регулируемого магнитного поля, меняющегося от максимума до нуля и затем до максимума другого знака и при том сохраняющего очень высокую симмет рию и повторяемость, что необх&димо при работе с потоками заряженных частиц. На чертеже изображена магнитостатическая линза, вид спереди и вид сбоку с вырезом одной четвертой части (вариант, при котором об еспечивается в осевом рабочем канале рагулируемое квадр польное магнитное поле) Магнитостатическая линза состоит из двух магнитов 1 и 2, полюсных наконечников 3-10 и магнитно-мягкого диска 11, Магниты 1 и 2 целесообразно изготав ливать из )магнитнд-твераого ма тершлй d предельной кривой размагничивания, близкой к прямой (например, из магнитнотвердых ферритов, либо из соединений редкоземельных элементов с кобальтом). Магниты намагничиваются аксиально и реверсивно по секторам или с помощью ленточного индуктора в установке импуль сного намагничивания или, будучи разрезань по секторам, в зазоре электромагнита. Полюсные наконечники 3-1О представляют собой кольцевые сектора магнитно-мягких магнитно-насыщенных дис- ков. Полюсные наконечники установлены у полюсных торцовмагнитов и повторяют контуры намагниченных в одном направлении плоскостей торцов-магнитов. Межд наконечниками 3-10 в районах изменения направления намагничивания секторов кольцевых магнитов предусмотрены немагнитные зазоры. ПоЛ1Ьсные наконечники, установленные на полюсах одинаковых знаков, соединены между собой Магнито про водами, т.е. наконечник 3 соединен с наконечником Ю, наконечник 4-с наконечником 7. аналогично 5 с8и6-с9 магнитопроводами 12. Магнитопроводы, соединяющие полюсные наконечники, проходят по периферии осевых каналов магнитов. Для улучшения прочности конструкции Магнитопроводы могут перемешаться жестко скрепленными с ними немагнитными прокладками 13-16. Для повышения качества фокусировки офашенным в сторону оси рабочего канала поверхностям магнитопроводов может быть придана наиболее рациональная для стабилизации того или инЬго потока час-: тиц форма (например, гиперболическая). Для улучшения симметрии магнитного поля в рабочем канале линзы, для исключения неизбежной методической неоднородЪости магнитов, получающейся при их изготовлении и намагничивании, между магнитами, замыкая их полюса и перераспределяя их магнитные потоки, установлен дисковый магнитопровод 11. Последний замыкает накоротко полюса с одной из сторон магнитов и тем самым удваивает магнитодвижущую силу и магнитные потоки со стороны торцов -магнитов, где установлены полюсные наконечники 3-10, собирающие, концентрирующие магнитные потоки и передающие их на четьфе симметрично установленных магнитопровода (типа магнитопровода 12). Маг1штопровод 11 объединяет все противоположно намагниченные секторь магнитов линзы и благодаря высокой своей магнитной проводимости позволяет вьфавнять неоднородность в намагниченности отдельных частей любого из магнитов. Работает магнитостатическая линза следующим образом. Магниты 1 и 2 установлены в линзе с возможностью осевого вращения независимо друг от друга и остальных элет ентов линзы. При вращешш магнита 1 или 2 либо обоих магнитов одновременно из положения, показанного на чертежа,- магнитное попе в приосевом районе линзы будет убывать, дойдет до нуля и при дальнейшем вращении колец поле возрастает до максимума, но сменит во всех своих частях знак на обратный. Технико-экономические преимущества предлагаемой магнитостатической линзы следующие. В этой линзе можно регулировать многополюсное магнитное поле вплоть до смены знака всех рабочих магнитных потоков; она спроектирована на основе самых дешевых аксиально намагниченных и так

5 6934746.

же тетсстуроБайтных магнитов; наличие ма- нйясТабилизируюшего действия на поток за.магнитно-мят кого диска между магнитами по- ряженных частиц, в линзе между магнитом и

зволяет снизить требования к однородности магнитов и допускам на детали линзы.

Формула изобретения

Магнитостатическая линза, содержащая кольцевой магнит, намагниченный аксиально по секторам так, что намагниченность каждого сектора противоположна соседнему, и полюсные наконечники, выполненные в виде подвижно установленных фигурных дисков, состоящих из частей, наружные контуры которых повторяют контуры секторов магнита, причем полюсные наконечники соединены ерез отверстие магнита магнитопроводом, отличающаяся тем, что, с целью улучшеОДНИМ из полюсных наконечников, соосно им, установлены втор(5й, аналогичный первому, магнит и кольцевой магнитно-мяткий диск, расположенный между магнитами, при этом части полюсных наконечников отделены друг от друга немагнитными зазорами, а магнитопровод соединяет одинаково намагниченные части полюсных наконечников.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

W

5 Ч

11