DE19819136A1 - Abstimmbare elektromagnetische Strahlungsquelle - Google Patents
Abstimmbare elektromagnetische StrahlungsquelleInfo
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Abstract
Eine vorteilhafte abstimmbare elektromagnetische Strahlungsquelle umfaßt DOLLAR A eine Elektronenquelle zur Erzeugung beschleunigter Elektronen, welche als relativistischer, Elektronenstrahl austreten, ein sich mit seiner Achse parallel zur Längsrichtung erstreckendes Driftrohr, für den Elektronenstrahl, welches der Elektronenstrahl durchsetzt und welches als Wellenleiter für elektromagnetische Strahlung im Gigahertz- und Terahertz-Bereich ausgebildet ist, DOLLAR A ein longitudinales magnetisches Führungsfeld, welches das Driftrohr durchsetzt und sich parallel zur Längsrichtung erstreckt, einen das Driftrohr umgebenden und eine Periodizität in der Größenordnung der Wellenlänge der Strahlung aufweisenden Microundulator, mit welchem ein zur Längsrichtung transversales Magnetfeld erzeugbar ist und welcher mit dem magnetischen Führungsfeld nahe Magnetoresonanz arbeitet, und mit einer Steuereinrichtung zur Steuerung der Energie des Elektronenstrahls und zur Steuerung der Feldstärke des Führungsfeldes.
Description
Abstimmbare elektromagnetische Strahlungsquellen für den
Gigahertz- und Terahertz-Bereich sind aus dem Stand der
Technik nur als p-Ge-Laser bekannt, bei welchen die Proble
matik besteht, bei ausreichender Leistung die Wärme aus dem
Kristall abzuführen.
Ferner sind als Quellen für elektromagnetische Strahlungen
freie Elektronen-Laser bekannt, die bisher bekannten Laser
erfordern es jedoch, mit hoher Elektroenergie und hohen
Feldern des Undulators zu arbeiten, um in den Submillimeter
bereich zu kommen.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine elektro
magnetische Strahlungsquelle zu schaffen, bei welcher elek
tromagnetische Strahlung im Gigahertz- und Terahertz-Bereich
einerseits abstimmbar und andererseits mit möglichst wenig
apparativem Aufwand erreichbar ist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine abstimm
bare elektromagnetische Strahlungsquelle umfassend eine Elek
tronenquelle zur Erzeugung beschleunigter Elektronen, welche
aus dieser in Form eines relativistischen, sich in einer
Längsrichtung ausbreitenden Elektronenstrahls austreten, ein
sich mit seiner Achse parallel zur Längsrichtung erstrecken
des Driftrohr für den Elektronenstrahl, welches der Elektro
nenstrahl durchsetzt und welches als sich parallel zur Längs
richtung erstreckender Wellenleiter für elektromagnetische
Strahlung im Gigahertz- und Terahertz-Bereich ausgebildet
ist, ein longitudinales magnetisches Führungsfeld, welches
das Driftrohr durchsetzt und welches in dem Driftrohr sich
parallel zur Längsrichtung erstreckt, einen das Driftrohr
umgebenden und eine Periodizität in der Größenordnung der
Wellenlänge der Strahlung aufweisenden Microundulator, mit
welchem ein zur Längsrichtung transversales Magnetfeld
erzeugbar ist und welcher mit dem magnetischen Führungsfeld
nahe Magnetoresonanz arbeitet, und mit einer Steuereinrich
tung zur Steuerung der Energie des aus der Elektronenquelle
austretenden Elektronenstrahls und zur Steuerung der Feld
stärke des Führungsfeldes.
Der Vorteil des erfindungsgemäßen Microundulators ist darin
zu sehen, daß mit diesem mit sehr geringen magnetischen Feld
stärken im Bereich von ungefähr 10 bis ungefähr 100 Gauss und
einer Periodenlänge von einigen hundert Mikrometern gear
beitet werden kann, um die Elektronen des Elektronenstrahls
dazu zu bringen, elektromagnetische Strahlung im Gigahertz- und
Terahertz-Bereich abzugeben, wobei hierzu Elektronen
energien im Elektronenstrahl von bis zu 150 kV ausreichend
sind. Ferner ist hierzu ein longitudinales magnetisches Füh
rungsfeld von maximal 20 Tesla erforderlich, das auf Magneto
resonanz oder nahe Magnetoresonanz mit der vom Microundulator
induzierten Bewegung der Elektronen abgestimmt ist, das
heißt, daß die vom Microundulator induzierte Frequenz unge
fähr gleich der Zyklotronfrequenz im longitudinalen magne
tischen Führungsfeld ist. Hiermit besteht die Möglichkeit,
relativ starke reguläre transversale Elektronenoszillationen
und demzufolge Verstärkung der spontanen Emission im Drif
trohr zu erhalten.
Hinsichtlich der Ausbildung des Microundulators im einzelnen
wurden bislang keine näherem Angaben gemacht. Bislang ist es
nur bekannt, als Undulator Permanentmagnete oder Spulen zu
verwenden.
Ein erfindungsgemäß besonders bevorzugtes Ausführungsbeispiel
sieht jedoch vor, daß der Microundulator ein elektrisch iso
lierend ausgebildetes Trägerrohr umfaßt und daß oberflächlich
desselben aus elektrisch leitfähigen Schichten gebildete
Strompfade vorgesehen sind, welche so verlaufen, daß sie ein
Magnetfeld mit transversal zur Längsrichtung verlaufenden
Komponenten erzeugen.
Der Vorteil dieser Lösung ist darin zu sehen, daß dieser eine
einfach zu realisierende Möglichkeit eröffnet, einen Micro
undulator in den Dimensionen zu bauen, welche für die erfin
dungsgemäße Lösung erforderlich sind, und insbesondere die
Möglichkeit schafft, die erfindungsgemäßen Vorteile, nämlich
geringe magnetische Feldstärken transversal zur Längsrichtung
bei kleiner Periodenlänge zu erreichen, um die Abstrahlung
elektromagnetischer Strahlung im Gigahertz- und Terahertz-
Bereich zu erzwingen.
Ferner schafft ein derart aufgebauter Microundulator insbe
sondere die Möglichkeit, einen Undulator mit einfachen
Mitteln mit den gewünschten geringen Dimensionen, das heißt
mit einem Durchmesser von weniger als 0,05 cm und einer
Periodizität der Strompfade in derselben Größenordnung, zu
bauen.
Hinsichtlich des Verlaufs der Strompfade ist es besonders
vorteilhaft, wenn diese in vorm helixartiger Windungen auf
dem Träger verlaufen, wobei vorzugsweise jede Windung insbe
sondere als streifenförmige Schicht auf dem Träger ausge
bildet ist.
Besonders günstig ist es dabei, wenn auf dem Trägerrohr zwei
Strompfade vorgesehen sind, die von einem Ende des Träger
rohrs zum anderen verlaufen.
Jeder der Strompfade kann dabei so ausgebildet sein, daß er
an einem Ende mit einer Stromleitung verbunden ist und am
anderen mit der anderen Stromleitung. Besonders günstig ist
es jedoch, wenn die beiden Strompfade von einem Ende des
Trägerrohrs zum anderen Ende verlaufen und im Bereich eines
der beiden Enden elektrisch leitend miteinander verbunden
sind. Diese elektrische Verbindung läßt sich in besonders
einfacher Weise dadurch herstellen, daß diese ein auf dem
Trägerrohr angeordneter Verbindungssteg bildet. Der Verbin
dungssteg könnte zusätzlich auf das Trägerrohr aufgesetzt
sein und die beiden Strompfade kontaktieren. Besonders
günstig ist es jedoch, wenn der Verbindungssteg ebenfalls als
auf dem Trägerrohr aufgetragene Schicht ausgebildet ist.
Prinzipiell bestünde die Möglichkeit, die beiden Strompfade
so zu legen, daß beispielsweise einer der Strompfade auf
einer inneren Oberfläche des Trägerrohrs und der andere auf
der äußeren Oberfläche des Trägerrohrs verläuft.
Besonders günstig lassen sich jedoch die Strompfade dann
anordnen, wenn die zwei Strompfade auf derselben Oberfläche
des Trägerrohrs verlaufen.
Insbesondere für die Herstellbarkeit der Strompfade ist es
besonders günstig, wenn diese auf einer äußeren Mantelfläche
des Trägerrohrs angeordnet sind.
In diesem Fall lassen sich helixartige Windungen besonders
einfach dann realisieren, wenn die Windungen eines der
Strompfade zwischen den Windungen des anderen Strompfades
verlaufen. Dabei könnten die Windungen des einen Strompfades
neben den Windungen des anderen Strompfades liegen und dann
zwischen den nächsten Windungen größere Abstände vorgesehen
sein. Besonders günstig ist es jedoch, wenn die Windungen
eines der Strompfade ungefähr mittig zwischen den Windungen
des anderen Strompfades verlaufen.
Hinsichtlich der Herstellung der durch Schichten auf dem
Trägerrohr gebildeten Strompfade wurden bislang keine näheren
Angaben gemacht. So wäre es beispielsweise denkbar, mittels
Masken und Aufdampftechnik die Strompfade auf der Oberfläche
des Trägerrohrs aufzubringen. Besonders günstig ist es
jedoch, wenn die Strompfade durch Aufbringen einer durch
gehenden elektrisch leitenden Schicht auf dem Träger und
teilweises Abtragen derselben hergestellt sind.
Das teilweise Abtragen der Schicht könnte beispielsweise
durch eine Masken- und Ätztechnik erfolgen. Besonders vor
teilhaft ist es jedoch, wenn das teilweise Abtragen der elek
trisch leitenden Schicht mittels Laserstrahlung, vorzugsweise
mittels Laserablation erfolgt.
Alternativ dazu ist es denkbar, wenn die die Strompfade bil
denden Schichten auf der Oberfläche des Trägers durch ge
zielte Laserablation eines Targetmaterials direkt in der ge
wünschten Form auf das Trägerrohr aufgetragen werden.
Um eine günstige Führung dem Elektronenstrahls zu erreichen
und insbesondere eine günstige Wechselwirkung desselben mit
den Feldern des Microundulators und des Führungsfeldes ist
vorzugsweise vorgesehen, daß das Driftrohr einen Innendurch
messer in der Größenordnung der Wellenlänge der elektromagne
tischen Strahlung aufweist.
Eine besonders günstige Lösung sieht vor, daß das Driftrohr
mit dem Trägerrohr des Microundulators identisch ist, so daß
das Trägerrohr einerseits mit seiner inneren Wandfläche den
Wellenleiter für die elektromagnetische Strahlung bildet und
andererseits auf seiner äußeren Umfangsfläche die Windungen
des Microundulators trägt.
Ein besonderer Vorteil der erfindungsgemäßen Lösung ist auch
darin zu sehen, daß mit dem erfindungsgemäßen Konzept, näm
lich einem Microundulator mit einer Periodizität in der
Größenordnung der Wellenlänge der elektromagnetischen Strah
lung, die Möglichkeit besteht, auch eine Elektronenquelle
einzusetzen, die einen schwach relativistischen Elektronen
strahl, beispielsweise mit Elektronenenergien in der Größen
ordnung von ungefähr 100, beispielsweise in der Größenordnung
von 50 bis 200 kV erzeugt. Eine derartige Elektronenquelle
ist weit einfacher aufzubauen als die bislang eingesetzten
Elektronenquellen die Elektronenstrahlen im relativistischen
Bereich mit Energien von einigen MeV erzeugen.
Das erfindungsgemäße Konzept ist somit aufgrund der Kombi
nation des Microundulators, das Betreiben der gesamten An
ordnung im Bereich oder nahe der Magnetoresonanz und des Ein
satzes einer Elektronenquelle, welche einen schwach relati
vistischen Elektronenstrahl erzeugt, besonders einfach aufge
baut und erlaubt mit geringem apparativem Aufwand, und
geringen Feldstärken des Microundulators, beispielsweise im
Bereich von ungefähr 10 bis ungefähr 50 Gauss, elektromagne
tische Strahlung im Gigahertz- und Terahertz-Bereich zu
erzeugen.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung sind Gegenstand
der nachfolgenden Beschreibung sowie der zeichnerischen Dar
stellung eines Ausführungsbeispiels.
In der Zeichnung zeigen:
Fig. 1 ein schematisch dargestelltes Ausführungs
beispiel einer erfindungsgemäßen Strahlungs
quelle;
Fig. 2 eine vergrößerte Darstellung eines in der
Strahlungsquelle eingesetzten erfindungs
gemäßen Microundulators und
Fig. 3 eine schematische Darstellung einer Her
stellung des erfindungsgemäßen Microundu
lators.
Ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen abstimmbaren
Strahlungsquelle, welche ähnlich dem Prinzip eines freien
Elektronenlasers arbeitet, umfaßt eine Elektronenquelle 10,
welche in einem gepulsten oder quasi kontinuierlichen Mode
beschleunigte Elektronen erzeugt, welche aus dieser in Form
eines relativistischen Elektronenstrahls 12 austreten, der
sich in einer Längsrichtung 14 erstreckt. Die Elektronen
quelle 10 ist dabei so aufgebaut, daß der Elektronenstrahl
Elektronenströme im Bereich von Mikroampere bis einige Milli
ampere erzeugen kann.
Der Elektronenstrahl 12 durchsetzt ein Driftrohr 16, welches
sich ebenfalls vorzugsweise parallel zur Längsrichtung 14 und
koaxial zum Elektronenstrahl 12 erstreckt und einerseits den
Elektronenstrahl 12 führt, andererseits als Wellenleiter für
die zu erzeugende elektromagnetische Strahlung im Gigahertz- und
und Terahertz-Bereich dient und hierzu mit einer für elektro
magnetische Strahlung im Gigahertz- und Terahertz-Bereich
reflektierenden Innenfläche 18 versehen ist, die somit auch
die elektromagnetische Strahlung in der Längsrichtung 14
führt.
Das Driftrohr 16 weist dabei an einem der Elektronenquelle 10
zugewandten Ende ein Metallgitter 20 auf, welches dem Elek
tronenstrahl 12 erlaubt, durch dieses ungehindert hindurch
zutreten, welches jedoch andererseits die elektromagnetische
Strahlung im Wellenleiter 16 zum entgegengesetzten Ende
reflektiert.
Am entgegengesetzten Ende ist der Wellenleiter 16 vorzugs
weise mit einem Halbleitergitter 20 versehen, welches als
teildurchlässiger Spiegel für die elektromagnetische Strah
lung wirkt und einen Teil der elektromagnetischen Strahlung
zurückreflektiert, während ein anderer Teil der elektromagne
tischen Strahlung ausgekoppelt wird und als Austrittsstrahl
24 den Wellenleiter 16 verläßt.
In dem Driftrohr 16 liegt ferner noch ein longitudinales
magnetisches Führungsfeld 30 vor, welches sich im wesent
lichen parallel zur Längsrichtung 14 in dem Driftrohr 16
erstreckt und durch eine Magnetspule 32, vorzugsweise eine
supraleitende Spule, erzeugt wird, welche das Driftrohr 16
umschließt.
Das longitudinale magnetische Führungsfeld 30 innerhalb des
Driftrohrs 16 hat dabei eine hohe Homogenität und weist Feld
stärken im Bereich von wenigen Tesla bis maximal ungefähr 25
Tesla auf.
Das Driftrohr 16 umschließend und innerhalb der Magnetspule
32 ist ferner noch ein Microundulator 40 oder Mikrowiggler
vorgesehen, welcher beispielsweise einen inneren Radius von
0,02 cm aufweist und eine Länge von einigen Zentimetern hat.
Mit dem Mikrowiggler 40 werden dabei dem longitudinalen Füh
rungsfeld 30 quer zu diesem verlaufende Feldkomponenten über
lagert.
Sowohl der Microundulator 40 als auch die Magnetspule 32
sowie die Elektronenquelle 10 werden durch eine Steuerung 50
derart betrieben, daß der Microundulator 40 in Magnetoreso
nanz mit dem starken longitudinalen Führungsfeld 30 arbeitet
oder nahe der Magnetoresonanz, so daß elektromagnetische
Strahlung Gigahertz- und Terahertz-Bereich abstimmbar
erzeugt werden kann.
Die Bedingungen für die Magnetoresonanz sind dabei in der
Zeitschrift "Physics of Plasmas" Vol. 1, No. 2, February
1994, Seite 398 bis 403 in dem Aufsatz von G. Spindler und G.
Renz mit dem Titel "Free-electron lasers: Scaling laws of
mircoundulator operation in magnetoresonance with a strong
guide field" im Detail beschrieben.
Bei der erfindungsgemäßen abstimmbaren elektromagnetischen
Strahlungsquelle oszillieren die Elektronen des Elektronen
strahls 12 in dem Driftrohr 16 unter dem Einfluß des longitu
dinalen Führungsfelds 30 und der transversalen Komponenten
des Felds des Microundulators 40 oder Mikrowigglers. Dabei
wird vorzugsweise der Microundulator 40 mit einer Feldstärke
von in der Größenordnung ungefähr 10 bis ungefähr 50 Gauss
bei einem starken magnetischen Führungsfeld 30 von mehreren,
ungefähr 2 bis ungefähr 5 Tesla betrieben.
Der Microundulator 40 ist, wie in Fig. 2 dargestellt, so auf
gebaut, daß auf einem elektrisch isolierenden Trägerrohr 60,
vorzugsweise einem Glasrohr, ein erster Strompfad 62 und ein
zweiter Strompfad 64 angeordnet sind, welche beide in Form
von auf einer Außenmantelfläche 66 des Trägerrohrs 60 ange
ordneten elektrisch leitenden streifenförmigen Schichten auf
gebaut sind, die in der Längsrichtung 14 eine Breite B auf
weisen und sich bezüglich der parallel zu der Längsrichtung
14 verlaufenden Mittelachse 68 des Trägerrohrs 60 in Form
helixförmiger Windungen 70, 72 von einem ersten Ende 74 des
Microundulators 40 zu einem zweiten Ende 76 desselben
erstrecken. Dabei liegen die Windungen, beispielsweise die
Windung 72a, des zweiten Strompfades 64 stets zwischen zwei
aufeinanderfolgenden Windungen, beispielsweise den Windungen
70a und 70b, des ersten Strompfades 62, wobei die Periodizi
tät P der Helixform der Windungen 70 und 72 dieselbe ist und
in der Größenordnung von 0,04 cm liegt.
Die Strompfade 62 und 64 bildenden Windungen 70 und 72 er
strecken sich von dem Ende 74 bis zu dem Ende 76, wobei in
dem Bereich des Endes 76 die letzte Windung 70n mit der
letzten Windung 72n über einen Verbindungssteg 74 verbunden
ist, welcher ebenfalls als leitfähige Schicht auf der Außen
mantelfläche 66 des Trägerrohrs 60 angeordnet ist.
Sind jeweils die ersten Windungen 70a und 72a im Bereich des
ersten Endes 74 mit Stromzuleitungen 76 und 78 verbunden und
erfolgt eine Stromeinspeisung beispielsweise über die Strom
zuleitung 76 in die erste Windung 70a des ersten Strompfades
62, so fließt ein Strom I mit einem ersten Drehsinn 80 ent
lang des ersten Strompfades 62 vom ersten Ende 74 bis zum
zweiten Ende 76 des Trägerrohrs 60, geht dort über den Ver
bindungssteg 74 in den zweiten Strompfad 64 über und fließt
mit einem entgegengesetzten Drehsinn 82 vom zweiten Ende 76
zurück bis zum ersten Ende 74 im zweiten Strompfad 64, so daß
der Strom über die Stromzuleitung 78 wieder abfließt.
Aufgrund der Anordnung der Windungen 72 des zweiten Strom
pfades 64 zwischen den Windungen 70 des ersten Strompfades 62
fließt somit in der Längsrichtung 14 gesehen in jeweils auf
einanderfolgenden Windungen 70, 72 der Strom I in entgegen
gesetzter Richtung und erzeugt somit in dem Driftrohr 16 ein
Magnetfeld mit transversal zum Führungsfeld 30 verlaufenden
Feldlinien 84, so daß insgesamt die Elektronen des Elektro
nenstrahls 12 in dem Driftrohr 16 unter dem sich überlagern
den Einfluß zweier magnetischer Felder, nämlich des longitu
dinalen Führungsfeldes 30 und des transversalen Feldes 84 des
Microundulators 40 oszillieren und somit die elektromagne
tische Strahlung erzeugen.
Vorzugsweise ist der Microundulator 40 so ausgebildet, daß
die Abstände A zwischen einander zugewandten Seitenrändern 86
und 88 aufeinanderfolgender Wicklungen 72, 70 stets gleich
sind, ebenso die Breite B der einzelnen Windungen 70, 72
zwischen den beiden Seitenkanten 86, 90 derselben, so daß
damit auch die Periodizität beider Strompfade identisch ist.
Das Trägerrohr 60 hat vorzugsweise einen Außendurchmesser von
ungefähr 0,04 cm und einen Innendurchmesser von 0,035 cm und
die Breite B der Windungen beträgt ungefähr 0,005 cm und die
Dicke der die Windungen 70, 72 der Strompfade 62, 64 bilden
den Schicht beträgt ungefähr 0,0005 cm.
Vorteilhafterweise bildet das Trägerrohr 60 gleichzeitig das
Driftrohr 16 und somit auch den Wellenleiter für die elektro
magnetische Strahlung.
Ein derartiger Microundulator 40 läßt sich, wie beispiels
weise in Fig. 3 dargestellt, dadurch herstellen, daß das
Trägerrohr 60 mit einer homogenen durchgehenden Schicht 92
aus elektrisch leitfähigem Material versehen wird und daß das
elektrisch leitfähige Material in allen Zwischenbereichen 94
zwischen zwei aufeinanderfolgenden Windungen 70, 72 mittels
eines Laserstrahls 96, beispielsweise durch Laserablation,
abgetragen wird und somit die Windungen 70, 72 auf dem elek
trisch isolierenden Trägerrohr 60 übrig bleiben. Hierzu wird
der Laserstrahl 96 mit einem Auftreffpunkt 98 beispielsweise
oszillierend in Richtung 100 bewegt, welche ungefähr in
Längsrichtung 14 verläuft, jedoch eine Amplitude aufweist,
die ungefähr dem Abstand A einander zugeordneter Ränder 86,
88 aufeinanderfolgender Wicklungen 72, 70 entspricht, und
ferner wird das Trägerrohr 60 um die Mittelachse 68 gedreht,
so daß sukzessive die Beschichtung zwischen den zwei aufein
anderfolgenden Windungen 70, 72 abgetragen wird und die
helixförmigen Windungen auf dem Trägerrohr 60 übrig bleiben,
wobei schließlich auch noch der Verbindungssteg 74 ent
sprechend hergestellt wird.
Claims (16)
1. Abstimmbare elektromagnetische Strahlungsquelle um
fassend
eine Elektronenquelle (10) zur Erzeugung beschleunigter Elektronen, welche aus dieser in Form eines relati vistischen, sich in einer Längsrichtung (14) aus breitenden Elektronenstrahls (12) austreten,
ein sich mit seiner Achse parallel zur Längsrichtung (14) erstreckendes Driftrohr (16), für den Elektronen strahl (12), welches der Elektronenstrahl (12) durch setzt und welches als sich parallel zur Längsrichtung (14) erstreckender Wellenleiter für elektromagnetische Strahlung im Gigahertz- und Terahertz-Bereich ausge bildet ist,
ein longitudinales magnetisches Führungsfeld, welches das Driftrohr (16) durchsetzt und welches in dem Drift rohr (16) sich parallel zur Längsrichtung (14) erstreckt,
einen das Driftrohr (16) umgebenden und eine Periodi zität in der Größenordnung der Wellenlänge der Strahlung (24) aufweisenden Microundulator (40), mit welchem ein zur Längsrichtung (14) transversales Magnetfeld (84) erzeugbar ist und welcher mit dem magnetischen Führungs feld (30) nahe Magnetoresonanz arbeitet, und mit einer Steuereinrichtung (50) zur Steuerung der Energie des aus der Elektronenquelle (10) austretenden Elektronenstrahls (12) und zur Steuerung der Feldstärke des Führungsfeldes (30).
eine Elektronenquelle (10) zur Erzeugung beschleunigter Elektronen, welche aus dieser in Form eines relati vistischen, sich in einer Längsrichtung (14) aus breitenden Elektronenstrahls (12) austreten,
ein sich mit seiner Achse parallel zur Längsrichtung (14) erstreckendes Driftrohr (16), für den Elektronen strahl (12), welches der Elektronenstrahl (12) durch setzt und welches als sich parallel zur Längsrichtung (14) erstreckender Wellenleiter für elektromagnetische Strahlung im Gigahertz- und Terahertz-Bereich ausge bildet ist,
ein longitudinales magnetisches Führungsfeld, welches das Driftrohr (16) durchsetzt und welches in dem Drift rohr (16) sich parallel zur Längsrichtung (14) erstreckt,
einen das Driftrohr (16) umgebenden und eine Periodi zität in der Größenordnung der Wellenlänge der Strahlung (24) aufweisenden Microundulator (40), mit welchem ein zur Längsrichtung (14) transversales Magnetfeld (84) erzeugbar ist und welcher mit dem magnetischen Führungs feld (30) nahe Magnetoresonanz arbeitet, und mit einer Steuereinrichtung (50) zur Steuerung der Energie des aus der Elektronenquelle (10) austretenden Elektronenstrahls (12) und zur Steuerung der Feldstärke des Führungsfeldes (30).
2. Strahlungsquelle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich
net, daß der Microundulator (40) ein elektrisch iso
lierend ausgebildetes Trägerrohr (60) umfaßt und das
oberflächlich desselben aus elektrisch leitfähigen
Schichten gebildete Strompfade (62, 64) vorgesehen sind,
welche so verlaufen, daß sie ein Magnetfeld (84) mit
transversal zur Längsrichtung (14) verlaufenden Kompo
nenten erzeugen.
3. Strahlungsquelle nach Anspruch 2, dadurch gekennzeich
net, daß die Strompfade (62, 64) in Form helixartiger
Windungen (70, 72) auf dem Träger (60) verlaufen.
4. Strahlungsquelle nach Anspruch 3, dadurch gekennzeich
net, daß jede der Windungen (70, 72) als streifenförmige
Schicht auf dem Träger (60) ausgebildet ist.
5. Strahlungsquelle nach einem der Ansprüche 2 bis 4,
dadurch gekennzeichnet, daß auf dem Trägerrohr (60) zwei
Strompfade (62, 64) vorgesehen sind, die von einem Ende
(74) des Trägerrohrs (60) zum anderen Ende (76) ver
laufen.
6. Strahlungsquelle nach einem der Ansprüche 2 bis 5,
dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Strompfade (60,
62) von einem Ende (74) des Trägerrohrs zum anderen Ende
(76) verlaufen und im Bereich eines (76) der beiden
Enden (74, 76) elektrisch leitend miteinander verbunden
sind.
7. Strahlungsquelle nach Anspruch 6, dadurch gekennzeich
net, daß zur Verbindung der Strompfade (62, 64) ein auf
dem Trägerrohr (60) angeordneter Verbindungssteg (73)
vorgesehen ist.
8. Strahlungsquelle nach Anspruch 7, dadurch gekennzeich
net, daß der Verbindungssteg (73) als auf dem Trägerrohr
(60) aufgetragene Schicht ausgebildet ist.
9. Strahlungsquelle nach einem der Ansprüche 2 bis 8,
dadurch gekennzeichnet, daß die zwei Strompfade (62, 64)
auf derselben Oberfläche (66) des Trägerrohrs (60) ver
laufen.
10. Strahlungsquelle nach Anspruch 9, dadurch gekennzeich
net, daß die Oberfläche des Trägerrohrs (60) eine äußere
Mantelfläche (66) desselben ist.
11. Strahlungsquelle nach einem der Ansprüche 3 bis 10,
dadurch gekennzeichnet, daß die Windungen (70) eines der
Strompfade (62) zwischen den Windungen (72) des anderen
Strompfades (64) verlaufen.
12. Strahlungsquelle nach Anspruch 11, dadurch gekennzeich
net, daß die Windungen (70) eines der Strompfade (62)
ungefähr mittig zwischen den Windungen (72) des anderen
Strompfades (64) verlaufen.
13. Strahlungsquelle nach einem der voranstehenden An
sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Strompfade (62,
64) durch Aufbringen einer durchgehenden elektrisch
leitenden Schicht (92) auf dem Träger (60) und teil
weises Abtragen derselben hergestellt sind.
14. Strahlungsquelle nach Anspruch 13, dadurch gekennzeich
net, daß die Strompfade (62, 64) durch teilweises Ab
tragen der elektrisch leitenden Schicht (92) mittels
Laserstrahlung (96) hergestellt sind.
15. Strahlungsquelle nach einem der voranstehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Driftrohr
(16) einen Innendurchmesser in der Größenordnung der
Wellenlänge der Strahlung (24) aufweist.
16. Strahlungsquelle nach einem der voranstehenden An
sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektronen
quelle (10) einen schwach relativistischen Elektronen
strahl (12) erzeugt.
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
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