Магнитная линза

 

1ii! 5728>9

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советские

Социал .стнчссиих

Республик (б1) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 07.03.75 (21) 2110622/25 с присоединением заявки № (23) Приоритет

Опубликовано 15.09.77. Бюллетень ¹ 34

Дата опубликования описания 20.09.77 (51) М. Кл. Н 011 29/76

Государственный комитет

Совета Министров СССР (53) УДК 621.385.832 (088.8) нв девам изобретений м открытий (72) Авторы изобретения и (71) заявители

А. И. Кудрявцев, С. П. Кудрявцева и Ю. А. Мельников (54) МАГНИТНАЯ ЛИНЗА

Изобретение относится к области электротехники, в частности к системам для фокусировки потоков заряженных частиц.

Для ряда электротехнических устройств с потоками заряженных частиц для ввода их в рабочий режим или при проведении исследований необходимы многополюсные магнитные линзы, ie которых рабочее магнитное поле можно регулировать в широких пределах.

Известны также магнитные линзы, содержащие аксиально намагниченные магнитотвердые параллелепипеды, к которы м прикреплены на винтах полюса, либо кольцевые магниты, отдельные части которых намагничены тороидально навстречу друг другу, а регулировка рабочего магнитното поля в которых осуществляется различным уровнем намагничивания отдельных частей магнита (1).

Магнитная линза с рсгулятором поля в виде серии болтов — громоздкое устройство, способное регулировать в необходимых пределах фокусирующее поле только одного направления, а в магнитных линзах на основе намагниченных тороида",üíî магнитов из лучших современных материалов невозможно получить симметричное магнитное поле, что особенно важно при фокусировке электронных потоков.

Ближайшим техническим решением к предлагаемому изобретению является магнитная линза выполненная в виде двух кольцевых магнитов снабженных механизмом поворота

5 друг относительно друга, расположенных коаксиально и имеющих четное число равноотстоящих друг от друга по окружности разноименных полюсов, образованных тороидально навстречу друг другу намагниченными частя10 ми магнитов. Поверхности кольцевых магнитов, обращенных друг к другу, снабжены зубцами, между которыми расположена шестерня зубчатой передачи (2).

Однако такая система не может быть при15 менима в качестве эффективной магнитной линзы для фокусировки электронных потоков из-за пеизоежных неоднородностеи в магнитотвердом материале колец, отрицательное влияние которых возрастает прп вращении

20 колец друг относительно друга.

В известном устройстве низок коэффициент полезного использования дорогостоящего магнитотвердого материала из-за отсутствия концентраторов магнитных потоков у полюсов

25 маг.

Целью данного изобретения являстс» увеличение уровня магнитного поля во внутреннем на и 1c линзы, повышение его симметричности и улу ппсние плавности его регулпровЗО ки.

572859

25

Для достижения поставленной цели в предлагаемой линзе магниты выполнены составными и между тородиально намагниченными участками внутреннего и внешнего кольцевых магнитов введены полюсные наконечники, снабженные на торцах, обращенных друг к другу, .выступами переменных сечений, которые сопряжены друг с другом по дуге окружности.

На чертеже показана предлагаемая магнитная линза, разрез.

Магнитная линза содержит составные (каждый из четырех равных частей) внешний магнит 1 и внутренний магнит 2. Каждая четвертая часть кольцевых магнитов 1 и 2 намагничена в тороидальном направлении по азимуту пря мо противоположно двум соседним. Между тороидально намагниченными участками внешнего магнита 1 введены Т-образные полюсные наконечники 3 из ма гнитомягкого материала, равные по наружному диаметру размеру магнита 1.

Между тороидально намагниченными кольцевыми секторами внутреннего магнита 2 введены полюсные магнитомягкие наконечники

4, выходящие расширенными частями (ступицами) на внешнюю и внутреннюю повеpxность магнита 2. Внешняя поверхность наконечников 4 внутреннего магнита 2 равна внутренней поверхности наконечников 3 внешнего магнита 1, а с:внутренней стороны в направлении к центру линзы наконечники 4 могут быть развиты в такие формы, чтобы создать лоле наиболее целесообразной для фокусирующего потока конфигурации.

Для улучшения требуемого вида силовых линий магнитного поля во внутреннем канале линзы (например гиперболического), обращенные к центру линзы поверхности наконечников 4 тоже могут иметь соответствующую (например, .близкую к гиперболической) форму.

Работа предложенной магнитной линзы заключается в следующем.

При вращении внешнего магнита 1 относительно внутреннего магнита 2 первоначально установленны х так, что ступи1цы наконечников 3 закрывают полностью ступицы наконечников 4, на которых сосредоточен одноименный им магнитный заряд, поле во внутренне м канале линзы сйачала уменьшается, перехо. дит через нуль и возрастает вновь. Распределение его во внутреннем канале магнитной линзы носит близкий к гиперболическому характер.

Одиночные линзы, могут применяться для сверхвысокочастотных приборов типа О, электронно-лучевых трубок, линейных ускорителей заряженных частиц, а набор таких линз пригоден для создания регулируемых магнитных фокусирующих систем, применяемых в лампах бегущей волны, лампах обратной волны и других при борах, где необходимо обеспечить магнитную фокусировку протяженного потока заряженных частиц.

Применение предлагаемых магнитных линз особенно перспективно в связи с разработкой высокоэнергоемких, высококоэрцитивных магнитных материалов на основе соединений редкоземельных элементов с кобальтом, так как при их использовании для магнитов линзы резко сокращаются ее габариты.

Формула изобретения

Магнитная линза, выполненная в виде двух кольцевых магнитов, снабженных механизмом поворота друг относительно друга, расположенных коа ксиально и и меющи х четное число равноотстоящих друг от друга fIO окружности разноименных полюсов, образованных тороидально навстречу друг другу намагниченными частямимагнитов, отличающаяся тем, что, Ic целью увеличения уровня магнитного поля во внутреннем канале линзы, повышения его симметричности и улучшения плавности его регулировки, магниты .выполнены составными, между упомянутыми тороидально намагниченными участками внутреннето и внешнего кольцевых магнитов введены |полюсные наконечники, снабженные на торцах, обращенных друг к другу, выступами переменных сечений, которые сопряжены друг с другом по дуге окружности.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент США 2883569 кл. 313 —.84 опублик. 21.04.59.

2. Патент Франции М 2198258 кл. Н 01J

29/76 опублик. 29.03,1974.

572859

Составитель И. Еремина

Техред М. Семенов

Корректоры: Т. Добровольская и Е. Хмелева

Редактор И. Шубина

Типография, пр. Сапунова, 2

Заказ 2076/13 Изд. № 762 Тираж 995 Подписное

НПО Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5