本发明专利技术为自由电子激光器提供一种产生轴线对称变频空间周期磁场的装置。该装置的特点是在一个圆柱形腔外绕成多个（等于周期数）相互等间隔距离的同轴同参数的通电线圈，当线圈通入直流试验电流时，使相邻线圈产生的磁场同极相对。用高频导磁材料充满线圈间隔空间，并封闭（除圆柱形腔及腔的两端面）线圈端面及线圈外围。当线圈通入高频频率为ｆ↓［ｚ］高频脉冲电流时，在线圈内及高频导磁材料围绕的圆柱形腔中，即产生电致沿轴线对称变频空间周期磁场。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及产生轴线对称变频空间周期磁场的装置，适用于自由电子通过该轴线对称变频空间周期磁场时，迫使自由电子受控减速运动，从而产生受激同步辐射。现在，我国研究自由电子激光器所用的磁场大多采用国外的摇摆器Wiggler磁场。据中国激光，11，263(1984)报道“Wiggler磁场是一个交替改变方向的正弦横磁场，电子通过时会做正弦波的运动。它可以分为超导，电磁铁和永磁铁三种结构。电磁铁改变场强容易，但对于自由电子激光器所要求的2～4厘米的小周期，却难以实现。”“国内自由电子激光器处于起步阶段，还没有关于Wiggler磁场方面的报导。”该文“图2，给出Wiggler磁场结构示意图”。至今，康普顿型自由电子激光器，未见磁场有其他结构型式，特别是电致轴线对称变频空间周期磁场。本专利技术的任务是提供一种产生轴线对称变频空间周期磁场的装置。本专利技术的任务是这样完成的如图，在一段非导磁材料制成的圆管(即形成一个圆柱形腔)外绕成多个(等于周期数)线圈，这些线圈是同轴的，因为都绕在同一圆管上，要求线圈参数相同，相邻线圈之间的间隔距离相等。用高频导磁材料充满线圈之间的间隔空间，并封闭(除圆柱形腔内及腔的两端面)线圈端面及线圈外围。线圈是串联连接，当线圈通入直流试验电流时，使相邻线圈内产生的磁场同极相对。由于线圈之间有一定的间隔距离，并充满高频导磁材料，利用磁场同极相斥的原理达到每个线圈产生的磁场转向线圈端面，通过线圈间隔和外围的高频导磁材料导向线圈另一端，形成闭合磁路。当线圈通入变频频率为fz的高频脉冲电流时，在圆柱形腔内产生一个周期轴线对称变频空间磁场，因线圈是多个的，即产生轴线对称变频空间周期磁场。该磁场如腔内虚线所示，其特点在圆柱形腔内任一点可分解成垂直于轴线的磁场分量B⊥和平行于轴线的磁场分量B‖，沿轴线方向，B⊥对轴线的指向进出交替，B‖沿轴线的方向顺逆相间。B⊥增加时，B‖减小。B⊥减小时，B‖增加，且该空间周期磁场沿轴线是旋转对称的。当具有一定速度的自由电子束沿轴线进入该磁场时，时而向前受力，时而向后受力，时而顺时针旋转，时而逆时针旋转，时而扩束，时而缩束。再加上磁场的变频频率的调制，对自由电子而言，如同陷入涡旋磁场之中，电子有明显地减速振荡过程，从而能产生受激同步辐射。该装置产生的轴线对称变频空间周期磁场可应用于康普顿型自由电子激光器，可取代摇摆器Wiggler磁场。附面说明非导磁材料形成的腔。线圈，·，×表示直流试验电流方向。高频导磁材料。腔内虚线为直流试验电流形成的磁场方向。本人认为，实现本专利技术的最好方式是与有激光专业知识，从事自由电子激光器研究的科研人员，具有有关设备的科研机构联合实施。因为本人已经对自由电子激光器进行了理论推导，结果，本人认为是合理可行的，能够达到自由电子激光器的基本要求波长连续可调并能覆盖整个波谱。本人希望，中科院上海光机所王明常研究室支持指导，该研究室从事自由电子激光研究多年，可以确认本专利技术是否可行，理论推导是否有误，并能得到研究员老师们的指导。本人希望，中科院高能物理所谢家麟研究室支持指导，该研究室有“北京自由电子激光器装置的设计研究”经验，可以确认本专利技术是否可行，理论推导是否有误，并能得到研究员老师们的指导。权利要求1.产生轴线对称变频空间周期磁场的装置，适用于自由电子激光器，迫使自由电子受控运动，从而产生受激同步辐射，其特征是在一段非导磁圆管(即形成一个圆柱形腔)外径上绕成多个(等于周期数)相互等间隔距离的同轴同参数线圈，用高频导磁材料充满线圈之间的间隔空间，并封闭(除圆柱形腔内及腔的两端面)线圈端面及线圈外围所形成的装置。2.根据权利要求1规定的装置，其特征是线圈是串联连接，如果线圈通入直流试验电流时，使相邻线圈产生的磁场同极相对，当线圈通入变频频率为fz的高频脉冲电流时，利用磁场同极相斥的原理在圆柱形腔内产生轴线对称变频空间周期磁场。3.根据权利要求1或权利要求2所述装置，其特征是产生的轴线对称变频空间周期磁场，任一点可分成垂直于轴线的磁场分量B⊥和平行于轴线的磁场分量B‖，沿轴线方向B⊥对轴线的指向进出交替，B‖对轴线的方向顺逆相间，B⊥增加时，B‖减少，B⊥减小时，B‖增加，即该变频空间周期磁场沿轴线是旋转对称的。全文摘要本专利技术为自由电子激光器提供一种产生轴线对称变频空间周期磁场的装置。该装置的特点是在一个圆柱形腔外绕成多个(等于周期数)相互等间隔距离的同轴同参数的通电线圈,当线圈通入直流试验电流时,使相邻线圈产生的磁场同极相对。用高频导磁材料充满线圈间隔空间,并封闭(除圆柱形腔及腔的两端面)线圈端面及线圈外围。当线圈通入高频频率为f文档编号H01S3/00GK1339854SQ0012355公开日2002年3月13日 申请日期2000年8月22日 优先权日2000年8月22日专利技术者刘玉华 申请人:刘玉华本文档来自技高网...
【技术保护点】
产生轴线对称变频空间周期磁场的装置，适用于自由电子激光器，迫使自由电子受控运动，从而产生受激同步辐射，其特征是：在一段非导磁圆管（即形成一个圆柱形腔）外径上绕成多个（等于周期数）相互等间隔距离的同轴同参数线圈，用高频导磁材料充满线圈之间的间隔空间，并封闭（除圆柱形腔内及腔的两端面）线圈端面及线圈外围所形成的装置。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：刘玉华，
申请(专利权)人：刘玉华，
类型：发明
国别省市：13[中国|河北]
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