언플러레이터

Undulator의 작업. 1: 자석, 2: 좌측 상단에서 전자 빔으로 진입, 3: 우측 하단으로 나가는 싱크로트론 방사선

unulator는 고에너지 물리학의 삽입 장치로서 일반적으로 더 큰 설치물인 싱크로트론 저장 링의 일부 또는 자유 전자 레이저의 구성품이 될 수 있다. 그것은 쌍극자석의 주기적인 구조로 구성되어 있다. 이것들은 영구 자석이나 초전도 자석일 수 있다. $\lambda _{u}$ 자기장은 ${\$ 파장을 가진 unplulator의 길이를 따라 교대한다 $\lambda _{u}$ 주기적인 자석 구조를 가로지르는 전자는 진동을 겪게 되어 에너지를 발산하게 된다. 비설레이터에서 생성되는 방사선은 매우 강렬하며 스펙트럼의 좁은 에너지 대역에 집중된다. 또한 전자의 궤도면에서도 시준된다. 이 방사선은 다양한 과학 영역에서 실험을 위한 빔라인을 통해 유도된다.

Undulator 강도 매개변수는 다음과 같다.

K={\frac {eB\lambda _{u}}{2\pi m_{e}c}}

=

K={\frac {eB\lambda _{u}}{2\pi m_{e}c}}

K={\frac {eB\lambda _{u}}{2\pi m_{e}c}}

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K={\frac {eB\lambda _{u}}{2\pi m_{e}c}}

K={\frac {eB\lambda _{u}}{2\pi m_{e}c}}

K={\frac {eB\lambda _{u}}{2\pi m_{e}c}}

u

K={\frac {eB\lambda _{u}}{2\pi m_{e}c}}

u u u

u

{ { { { {

{

_ _ {

{\frac {eB\lambda _{u}}{2\pi m_{e}c

여기서 e는 전자 전하, B는 자기장, , $\lambda _{u}$ ${\$ 는 미분자 $\lambda _{u}$ 자석의 공간 주기, $m_{e}$ $m_{e}$ ${\$ 는 $m_{e}$ 전자 휴식 질량, c는 빛의 속도다.

이 매개변수는 전자 운동의 특성을 나타낸다. $K\ll 1$ $K\ll 1$ $K\ll 1$ $K\ll 1$ 의 경우 운동의 $K\ll 1$ 진동 진폭이 작으며 방사선에 에너지 대역이 좁아지는 간섭 패턴이 나타난다. $K\gg 1$ $K\gg 1$ $K\gg 1$ $K\g 1$ 인 경우 진동 $K\gg 1$ 진폭이 더 크고 각 전기장 기간의 방사선 기여도가 독립적으로 합산되어 넓은 에너지 스펙트럼으로 이어진다. 이 분야에서는 장치를 더 이상 언더레이터라고 부르지 않고, 위글러라고 부른다.

Undulator와 Gwiggler의 중요한 차이점은 일관성이다. 비설레이터의 경우 방출되는 방사선은 주기 길이와 빔 에너지에 의해 결정되는 파장으로 일관성이 있는 반면,^[1] 휘글러에서는 전자가 일관성이 없다.

불연속인에 대한 일반적인 설명은 상대론적이지만 고전적이다.^{[citation needed]} 즉, 정확한 계산은 지루하지만, unulator는 블랙박스로 볼 수 있는데, 장치 내부의 기능만 입력물이 출력으로 변환되는 방식에 영향을 미친다; 전자는 박스에 들어가고 전자기 펄스는 작은 출구 슬릿을 통해 빠져나간다. 슬릿은 메인 콘만 통과할 수 있을 정도로 작아야 하며, 파장 스펙트럼의 측면 로브는 무시할 수 있다.

비연속기는 단순한 휨 자석보다 몇 배나 더 높은 유속을 제공할 수 있으며, 따라서 싱크로트론 방사선 설비에서 수요가 높다. N주기가 있는 언듈레이터의 경우 밝기는 벤딩 자석보다 $N^{2}$ N ${\$ N $^{2}}$ 이상일 $N^{2}$ 수 있다. N의 첫 번째 인자는 N 방사선 기간 동안 방출되는 장들의 건설적인 간섭으로 인해 고조파 파장에서 N의 인수까지 강도가 증가하기 때문에 발생한다. 일반적인 맥박은 약간의 봉투를 가진 사인이다. N의 두 번째 계수는 이러한 고조파들과 관련된 방출 각도가 감소하여 1/N로 감소하는 데서 온다. 전자가 절반의 주기를 가지고 오면 파괴적으로 간섭하고, 원자가 어두운 상태를 유지한다. 구슬사슬로 온다고 해도 마찬가지다.

방출되는 방사선의 양극화는 영구 자석을 사용하여 비연속기를 통해 서로 다른 주기적인 전자 궤적을 유도함으로써 조절될 수 있다. 만약 진동이 평면에 국한된다면 방사선은 선형적으로 극성을 띠게 될 것이다. 진동 궤적이 나선형일 경우, 방사선은 나선형으로 결정되며, 손길이 결정된다.

전자가 포아송 분포를 따를 경우 부분 간섭은 강도의 선형 증가를 초래한다. 자유 전자 레이저에서는^[2] 전자의 수에 따라 강도가 기하급수적으로 증가한다.

비굴레이터의 장점은 스펙트럼 광도다.

역사

러시아의 물리학자 비탈리 긴츠부르크는 1947년 논문에서 비탈리 긴츠부르크는 이론적으로 단조기가 만들어질 수 있다는 것을 보여주었다. 줄리안 슈윙거는 1949년에^[3] 필요한 계산을 테이블이 있는 베셀 함수로 줄인 유용한 논문을 발표했다. 이는 당시 대부분의 학자들이 디지털 컴퓨터를 사용할 수 없었기 때문에 설계 방정식을 푸는 데 큰 의미가 있었다.

한스 모츠와 스탠포드 대학의 그의 동료들은 1952년에 최초의 언더레이터를 시연했다.^[4]^[5] 그것은 최초로 인간이 만든 일관성 있는 적외선 방사선을 생성했다. 이 설계는 가시광선부터 밀리미터파까지 총 주파수 범위를 생성할 수 있다.

참조

^ 클라우스 윌레, 삽입 장치 소개, 싱크로트론 방사선과 자유 전자 레이저. 절차, CERN Accelerator School, CAS, 그르노블, 프랑스, 1996년 4월 22-27일 (pp. 61-75)
^ 1990년 옥스포드 대학 출판부의 파올로 루치니, 한스 모츠, 언더레이터 및 프리 일렉트로닉 라저스.
^ Schwinger, Julian (1949). "On the Classical Radiation of Accelerated Electrons". Physical Review. 75 (12): 1912. Bibcode:1949PhRv...75.1912S. doi:10.1103/PhysRev.75.1912.
^ Motz, Hans (1951). "Applications of the Radiation from Fast Electron Beams". Journal of Applied Physics. 22 (5): 527. Bibcode:1951JAP....22..527M. doi:10.1063/1.1700002.
^ Motz, H.; Thon, W.; Whitehurst, R. N. (1953). "Experiments on Radiation by Fast Electron Beams". Journal of Applied Physics. 24 (7): 826. Bibcode:1953JAP....24..826M. doi:10.1063/1.1721389.

외부 링크

버클리 대학의 D. T. 애트우드 페이지: 소프트 엑스레이와 극자외선 방사선. 그의 강의와 뷰그래프는 온라인에서 볼 수 있다.

[1] 클라우스 윌레, 삽입 장치 소개, 싱크로트론 방사선과 자유 전자 레이저. 절차, CERN Accelerator School, CAS, 그르노블, 프랑스, 1996년 4월 22-27일 (pp. 61-75)

[2] 1990년 옥스포드 대학 출판부의 파올로 루치니, 한스 모츠, 언더레이터 및 프리 일렉트로닉 라저스.

[js-3] Schwinger, Julian (1949). "On the Classical Radiation of Accelerated Electrons". Physical Review. 75 (12): 1912. Bibcode:1949PhRv...75.1912S. doi:10.1103/PhysRev.75.1912.

[4] Motz, Hans (1951). "Applications of the Radiation from Fast Electron Beams". Journal of Applied Physics. 22 (5): 527. Bibcode:1951JAP....22..527M. doi:10.1063/1.1700002.

[5] Motz, H.; Thon, W.; Whitehurst, R. N. (1953). "Experiments on Radiation by Fast Electron Beams". Journal of Applied Physics. 24 (7): 826. Bibcode:1953JAP....24..826M. doi:10.1063/1.1721389.

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