[发明专利]一种内置陶瓷真空室的C型非线性冲击磁铁

说明书

本发明涉及一种内置陶瓷真空室的C型非线性冲击磁铁，包括：陶瓷真空室、形状和尺寸相同的C型铁氧体铁芯、C型屏蔽铜块，两块励磁电流板，铝合金外壳，多个绝缘固定板；所述两块励磁电流板分别位于C型铁氧体铁芯内外两侧，其中一块励磁电流板通过绝缘固定板固定于铁氧体磁芯外侧，另一块通过绝缘固定板固定于铁氧体磁芯的内侧与陶瓷真空室的外侧之间，所述陶瓷真空室包括陶瓷室，可伐，法兰，圆头螺钉，弧形屏蔽电极；陶瓷真空室与法兰之间使用钎焊连接；整个非线性冲击磁铁放置于铝合金外壳内部。

技术领域

本发明涉及电子储存环的束流注入，尤其是低发射度储存环的注入问题。

背景技术

第四代衍射极限储存环动力学孔径很小，传统的凸轨注入法不再适用，非线性磁铁的磁场场型对注入束流有偏转作用而对储存束流没有影响，可以实现粒子的注入。在传统凸轨注入法中，电子在直线加速器加速后，经过切割磁铁的偏转进入冲击磁铁形成的凸轨，同时冲击磁铁按一定的时间规律逐渐减小，使凸轨向平衡轨道靠拢，入射粒子经过数圈以后将再次回到初始注入点位置处，而此时凸轨的收缩量已经足够大，注入粒子可以躲开切割板而被储存环捕获，从而实现束流注入。由于衍射极限储存环的动力学孔径变小，通常在10mm以下，使用凸轨注入法将无法接受注入束流，因此德国亥姆霍兹研究中心在Bessy储存环上提出了一种使用非线性磁铁的注入方法。这种注入方法使用非线性磁铁代替四块冲击磁铁，注入束流在偏离该非线性磁铁中心轴处会受到磁场力偏转，而储存束流在中心处不会受到磁场力的作用。对于非线性冲击磁铁注入方法，国际上已有一些实验室提出并且设计了可用于储存环注入的非线性冲击磁铁，如BESSY II，SOLEIL，MAX IV等。

相比现有方案，该方案的磁铁含有铁芯，因此可以提供的磁场力更大，可以使束流获得更大的偏移量。未来的第四代衍射极限储存环光源由于其动力学孔径的限制无法使用常规冲击磁铁注入时，该磁铁可以适用。

目前国外设计的非线性磁铁由8根电流条以及陶瓷腔室组成，其非线性磁场由对称分布的8根电流条励磁后产生，需要施加的电流很大，且没有铁氧体磁芯，励磁效率较低，并且，其8根电流条的固定位置必须非常精确，通常需要在外面的陶瓷腔中打出固定的孔才能安装，加工难度较大。

发明内容

为了解决由于衍射极限储存环动力学孔径过小而导致的注入困难的问题，本发明提出一种内置陶瓷真空室的C型非线性冲击磁铁，在相同的电流大小情况下，本发明提供的磁场作用力更大，磁场主要通过铁芯的磁回路产生，场型的改变由屏蔽板控制，因此电流板的安装位置不需要那么精确。

本发明的技术方案为：一种内置陶瓷真空室的C型非线性冲击磁铁，包括：陶瓷真空室、形状和尺寸相同的C型铁氧体铁芯、C型屏蔽铜块，两块励磁电流板，铝合金外壳，多个绝缘固定板；所述两块励磁电流板分别位于C型铁氧体铁芯内外两侧，其中一块励磁电流板通过绝缘固定板固定于铁氧体磁芯外侧，另一块通过绝缘固定板固定于铁氧体磁芯的内侧与陶瓷真空室的外侧之间，所述陶瓷真空室包括陶瓷室，可伐，法兰，圆头螺钉，弧形屏蔽电极；陶瓷室与法兰之间使用钎焊连接；整个非线性冲击磁铁放置于铝合金外壳内部。

进一步的，每侧的绝缘固定板分两层，将每侧的电流板夹在两层固定板中间。

进一步的，C型屏蔽铜块内外两侧也放置固定板，但是不放置电流板，与用于固定铁氧体磁芯内侧的电流板的绝缘固定板形成对称结构。

进一步的，陶瓷真空室位于C型铁氧体铁芯和C型屏蔽铜块围成的内孔正中，两侧与法兰使用钎焊可伐进行连接，两块弧形屏蔽电极穿过C型铁氧体铁芯，位于陶瓷真空室中，两块弧形屏蔽电极的上下端各自固定在两侧法兰上。

进一步的，该非线性冲击磁铁通过在铁氧体铁芯两侧的电流板上施加脉冲电流产生磁回路，磁回路穿过铁芯在内孔产生磁通。

进一步的，内孔中间部分的弧形屏蔽电极的材料为铜，用于屏蔽掉部分磁场，使得靠近内孔中间区域的磁场值形成一个平台，磁感应强度与0的差值在预定范围内。