[实用新型]一种紧凑型波荡器

说明书

技术领域

本实用新型属于波荡器领域，具体涉及一种支持双电子束、双光束线的紧凑型波荡器。

背景技术

传统激光是通过将介质中的电子泵浦到较高能级的亚稳态，在满足粒子数翻转和增益大于损耗的条件下，处于较高能级的电子向低能级跃迁，从而产生相干辐射所形成的。不同于传统激光器，自由电子激光是由电子加速器产生的相对论性电子束团在周期性磁铁(波荡器)中做扭摆运动产生的相干辐射。

波荡器作为一种产生周期性磁场的插入件，不仅是自由电子激光装置的核心部件，也是产生高亮度和高强度同步辐射光源不可或缺的一部分。正因此特性，波荡器所产生的X射线或更长波长的光子束也被应用于医学、农业和工业领域。

现阶段，安装于各大自由电子激光装置和同步辐射装置中的波荡器由典型的C型框架支撑，由于周期性磁铁间相当大的磁场力和位移精度的高要求，C型框架必须足够坚固，从而导致现有波荡器体积大、重量大，而又大又重的此类结构往往造价昂贵、占用空间大、安放困难、调节不便。

此外，目前的波荡器仅支持单电子束、单光束线，当实际应用中需用到双光束线时，则需要安装两个波荡器。然而，在一些已经运行或者已经完成建设的装置中，如美国的LCLS(直线加速器相干光源)、日本的SACLA(紧凑型硬X射线光源)以及我国上海的SXFEL(软X射线自由电子激光试验装置)，虽然在前期隧道建设过程中预留有一定的空间，但是受限于造价和面积的约束，这些建造而成的隧道中往往很难再摆放更多的波荡器结构。

实用新型内容

本实用新型提供一种支持双电子束、双光束线的紧凑型波荡器，其既可以克服传统波荡器结构占用空间大，调节不便的缺点，又可以支持双电子束、双光束线运行，从而降低波荡器造价且不影响两套系统独立运行。

为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种紧凑型波荡器，包括一口字型的支撑框架以及设置在所述支撑框架内的两组磁结构、两组传动机构和两组驱动机构，其中，

每组所述磁结构分别包括两排磁体阵列，两排磁体阵列之间形成磁间隙；

每组所述传动机构分别与一组所述磁结构的两排磁体阵列连接，并设置为调节该组磁结构的磁间隙；

每组所述驱动机构分别与一组所述传动机构连接，并设置为驱动该组传动机构。

进一步地，每组所述传动机构分别包括两个滑动安装在所述支撑框架的边框上的传动大梁、以及两个分别固定在一传动大梁上的随动大梁，其中所述两个随动大梁上安装同一组磁结构的两排磁体阵列。

进一步地，所述磁体阵列与所述随动大梁之间设有垫片。

进一步地，所述磁体阵列包括周期性间隔设置的永磁体和铁磁体。

优选地，所述支撑框架的四个边框由一位于上方的基础大梁、一位于下方的底座、以及两个支撑在所述基础大梁与所述底座之间的立柱构成。

优选地，两组所述传动机构分别安装在不同立柱上。

优选地，两组所述传动机构安装在同一个立柱上。

优选地，一组所述传动机构安装在所述基础大梁上，另一组所述传动机构安装在所述底座上。

进一步地，所述驱动机构为伺服电机。

与现有技术相比，本实用新型具有如下有益效果：

首先，本实用新型的波荡器首先能够支持双电子束、双光束线，能够节省空间并降低造价，以美国LCLS为例，若采用传统波荡器，则隧道只能安装两条波荡器束线，而采用本实用新型紧凑型波荡器，可安装四条束线，同时，由于共享机械支撑等，每条波荡器束线单价可降低至原来的70％-80％；其次，由于两条波荡器束线之间的距离拉近，降低了自由电子激光束流分配系统的负担和压力，两组磁结构的磁间隙可以同时改变，可根据用户需求的自由电子激光波长对磁间隙进行独立调整，有较大的工作波长调节范围；除此之外，还能够在一套波荡器内实现两种自由电子激光模式并行运行，有利于验证现有模式和探索新模式，为今后的自由电子激光应用提供有效支持。

附图说明

图1A为本实用新型紧凑型波荡器的第一个实施例的结构示意图；

图1B为本实用新型紧凑型波荡器的第二个实施例的结构示意图；

图1C为本实用新型紧凑型波荡器的第三个实施例的结构示意图；

图2为本实用新型紧凑型波荡器中磁结构的局部示意图；

图3为图1A中两组磁结构在周期不同、磁间隙相同时两者之间的轴向磁场沿X方向的分布图；

图4为图1A中两组磁结构在周期不同、磁间隙不同时两者之间的轴向磁场沿X方向的分布图；