一種混合型永磁波蕩器的磁結(jié)構(gòu)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實用新型設(shè)及波蕩器領(lǐng)域，尤其設(shè)及一種混合型永磁波蕩器的磁結(jié)構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002] 永磁波蕩器是一種用W產(chǎn)生周期磁場W使高能電子束在其中進(jìn)行周期性運動的 元件，是同步福射裝置和自由電子激光裝置中的核屯、部件，其主要分為純永磁型(PP^O和混 合型化yb)兩大類。如圖1所示，傳統(tǒng)Hyb永磁波蕩器的磁結(jié)構(gòu)包括周期性排列在電子束3M專 輸路徑兩側(cè)的若干永磁體組，各永磁體組均包括間隔設(shè)置的兩個永磁體1/(磁矩方向如其 中的箭頭所示)和兩個軟磁2(磁矩方向如其中的箭頭所示r，其中，永磁體IM乍為磁場源； 軟磁y既作為磁場源也作為聚焦磁力線的元件，其可W看作是磁矩為0的特殊永磁體。
[0003] 眾所周知，永磁波蕩器參數(shù)K是表征同步福射與自由電子激光的光頻譜覆蓋范圍 的重要參數(shù)，其值越大，表示光的頻譜覆蓋范圍越廣，對用戶的各種科學(xué)實驗越有利，而永 磁波蕩器參數(shù)K的表達(dá)式如式(1)所示：
[0004] W Vi');
[0005] 在上式中，Bo表示波蕩器磁場強(qiáng)度，Au表示波蕩器周期長度，T表示電子束通過整個 波蕩器磁結(jié)構(gòu)的時間，C表示光速，m表示電子質(zhì)量。由式（1)可知，在波蕩器周期長度Au不變 的情況下，提高磁場強(qiáng)度Bo即可提高K值。
[0006] 然而，傳統(tǒng)Hyb永磁波蕩器的磁結(jié)構(gòu)所包含的全部永磁體1/均屬于相同的牌號(永 磁體不同的牌號對應(yīng)不同的性能參數(shù)），即，它們的磁性能一致，選擇同一牌號的原因是因 為可W減少永磁體加工、測量、篩選、安裝等工作量。運樣設(shè)計的缺陷在于:為保證磁結(jié)構(gòu)在 常溫或者一定高溫下不退磁，永磁體1/必須選擇內(nèi)稟矯頑力化j高的永磁體，然而永磁體的 剩磁化與內(nèi)稟矯頑力化j是一對矛盾的概念，永磁體的內(nèi)稟矯頑力化j高就意味著必須降低 其剩磁化，但降低剩磁化又意味著損失永磁波蕩器磁場強(qiáng)度Bo,因為永磁波蕩器磁場強(qiáng)度Bo 與永磁體剩磁化之間呈近似線性關(guān)系。因此，傳統(tǒng)Hyb永磁波蕩器磁結(jié)構(gòu)的永磁波蕩器磁場 強(qiáng)度Bo較小。
[0007] 此外，傳統(tǒng)Hyb永磁波蕩器磁結(jié)構(gòu)的永磁體和軟磁y的極頭因尖角效應(yīng)退磁場 較大，為保證磁結(jié)構(gòu)安全運行，永磁體1/和軟磁2/的極頭往往切割有適當(dāng)線性倒角11/和 21/(如圖1)，W降低尖角效應(yīng)，從而減小退磁場。然而，軟磁y在其中的作用是聚焦磁力線， 對軟磁y切線性倒角實際上相當(dāng)于減小了軟磁y的體積，從而降低了其對磁力線的聚集能 力，進(jìn)而導(dǎo)致磁力線密度降低，而磁力線密度降低意味著永磁波蕩器磁場損失。 【實用新型內(nèi)容】
[000引針對上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本實用新型提供一種改進(jìn)的混合型永磁波蕩器的磁結(jié) 構(gòu)，W在保證波蕩器安全運行的同時，較大幅度提高波蕩器磁場強(qiáng)度。
[0009]為實現(xiàn)上述目的，本實用新型采用如下技術(shù)方案：
[0010] -種混合型永磁波蕩器的磁結(jié)構(gòu)，包括周期性排列在電子束傳輸路徑兩側(cè)的兩排 永磁體組，兩排之間形成磁間隙，每個波蕩器周期長度內(nèi)包括兩個間隔設(shè)置的永磁體和軟 磁，各永磁體的兩側(cè)分別設(shè)置一永磁層而將永磁體夾于其中，其中，所述永磁體的內(nèi)稟矯頑 力比所述永磁層的內(nèi)稟矯頑力低，而所述永磁體的剩磁比所述永磁層的剩磁高。
[0011] 進(jìn)一步地，所述永磁體的內(nèi)稟矯頑力為所述永磁層的內(nèi)稟矯頑力的75-85%。
[0012] 進(jìn)一步地，所述永磁體的剩磁為所述永磁層的剩磁的115-125%。
[0013] 優(yōu)選地，當(dāng)磁間隙與波蕩器周期長度之比大于0.3時，所述磁體、永磁層和軟磁切 割有倒圓角。
[0014] 進(jìn)一步地，所述倒圓角為0.2-0.5rad。
[0015] 優(yōu)選地，當(dāng)磁間隙與波蕩器周期長度之比小于0.3時，所述磁體、永磁層和軟磁切 割有線性倒角。
[0016] 優(yōu)選地，所述永磁體為純欽鐵棚永磁體、純錯鐵棚永磁體、欽錯鐵棚永磁體、衫鉆 永磁體或鐵氧體永磁體。
[0017] 優(yōu)選地，所述永磁層為純欽鐵棚永磁體、純錯鐵棚永磁體、欽錯鐵棚永磁體、衫鉆 永磁體或鐵氧體永磁體。
[0018] 綜上所述，本實用新型在永磁體兩側(cè)分別設(shè)置內(nèi)稟矯頑力化j較高的永磁層，在中 間部分設(shè)置內(nèi)稟矯頑力化j較低的永磁層，而內(nèi)稟矯頑力化j降低就意味著剩磁化提高，剩 磁化提高就意味著永磁波蕩器磁場強(qiáng)度Bo提高。運樣設(shè)計的依據(jù)是：混合型永磁波蕩器磁 結(jié)構(gòu)中的永磁體的退磁場分布不均勻，靠近永磁體兩側(cè)的部分退磁場大，向永磁體中間方 向退磁場逐步變小，在永磁體中屯、軸退磁場最小，因此，只需在永磁體兩側(cè)分別設(shè)置內(nèi)稟矯 頑力化j高的永磁層，即可保證磁結(jié)構(gòu)在常溫或者一定高溫下不退磁。
【附圖說明】
[0019] 圖1為傳統(tǒng)混合型永磁波蕩器的磁結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0020] 圖2為本實用新型混合型永磁波蕩器的磁結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0021] 下面結(jié)合附圖，給出本實用新型的較佳實施例，并予W詳細(xì)描述。
[0022] 如圖2所示，本實用新型，即一種混合型永磁波蕩器的磁結(jié)構(gòu)，包括周期性排列在 電子束3傳輸路徑兩側(cè)的兩排永磁體組，兩排之間形成磁間隙d，各永磁體組在每個波蕩器 周期長度Au內(nèi)包括間隔設(shè)置的兩個永磁體1和兩個軟磁2。在圖上，每側(cè)示意出了=個波蕩 器周期長度Au。
[0023] 再次參閱圖2,在各永磁體1的兩側(cè)分別設(shè)有永磁層12形成復(fù)合永磁體，其中，永磁 體1和永磁層12分別采用兩種牌號不同的永磁材料制成，具體來說，永磁體1的內(nèi)稟矯頑力 Hc j比永磁層12的內(nèi)稟矯頑力化j低，而永磁體1的剩磁化比永磁層12的剩磁化高。優(yōu)選地， 假設(shè)永磁層12的內(nèi)稟矯頑力Hc j和剩磁化分別為M和N，則永磁體1的內(nèi)稟矯頑力化j和剩磁 化分別為 75-85 % *M和 1