一种混合型永磁波荡器的磁结构的制作方法
【技术领域】
[0001] 本实用新型设及波荡器领域，尤其设及一种混合型永磁波荡器的磁结构。
【背景技术】
[0002] 永磁波荡器是一种用W产生周期磁场W使高能电子束在其中进行周期性运动的 元件，是同步福射装置和自由电子激光装置中的核屯、部件，其主要分为纯永磁型(PP^O和混 合型化yb)两大类。如图1所示，传统Hyb永磁波荡器的磁结构包括周期性排列在电子束3M专 输路径两侧的若干永磁体组，各永磁体组均包括间隔设置的两个永磁体1/(磁矩方向如其 中的箭头所示)和两个软磁2(磁矩方向如其中的箭头所示r，其中，永磁体IM乍为磁场源； 软磁y既作为磁场源也作为聚焦磁力线的元件，其可W看作是磁矩为0的特殊永磁体。
[0003] 众所周知，永磁波荡器参数K是表征同步福射与自由电子激光的光频谱覆盖范围 的重要参数，其值越大，表示光的频谱覆盖范围越广，对用户的各种科学实验越有利，而永 磁波荡器参数K的表达式如式(1)所示：
[0004] W Vi');
[0005] 在上式中，Bo表示波荡器磁场强度，Au表示波荡器周期长度，T表示电子束通过整个 波荡器磁结构的时间，C表示光速，m表示电子质量。由式（1)可知，在波荡器周期长度Au不变 的情况下，提高磁场强度Bo即可提高K值。
[0006] 然而，传统Hyb永磁波荡器的磁结构所包含的全部永磁体1/均属于相同的牌号(永 磁体不同的牌号对应不同的性能参数），即，它们的磁性能一致，选择同一牌号的原因是因 为可W减少永磁体加工、测量、筛选、安装等工作量。运样设计的缺陷在于:为保证磁结构在 常溫或者一定高溫下不退磁，永磁体1/必须选择内禀矫顽力化j高的永磁体，然而永磁体的 剩磁化与内禀矫顽力化j是一对矛盾的概念，永磁体的内禀矫顽力化j高就意味着必须降低 其剩磁化，但降低剩磁化又意味着损失永磁波荡器磁场强度Bo,因为永磁波荡器磁场强度Bo 与永磁体剩磁化之间呈近似线性关系。因此，传统Hyb永磁波荡器磁结构的永磁波荡器磁场 强度Bo较小。
[0007] 此外，传统Hyb永磁波荡器磁结构的永磁体和软磁y的极头因尖角效应退磁场 较大，为保证磁结构安全运行，永磁体1/和软磁2/的极头往往切割有适当线性倒角11/和 21/(如图1)，W降低尖角效应，从而减小退磁场。然而，软磁y在其中的作用是聚焦磁力线， 对软磁y切线性倒角实际上相当于减小了软磁y的体积，从而降低了其对磁力线的聚集能 力，进而导致磁力线密度降低，而磁力线密度降低意味着永磁波荡器磁场损失。 【实用新型内容】
[000引针对上述现有技术的不足，本实用新型提供一种改进的混合型永磁波荡器的磁结 构，W在保证波荡器安全运行的同时，较大幅度提高波荡器磁场强度。
[0009]为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：
[0010] -种混合型永磁波荡器的磁结构，包括周期性排列在电子束传输路径两侧的两排 永磁体组，两排之间形成磁间隙，每个波荡器周期长度内包括两个间隔设置的永磁体和软 磁，各永磁体的两侧分别设置一永磁层而将永磁体夹于其中，其中，所述永磁体的内禀矫顽 力比所述永磁层的内禀矫顽力低，而所述永磁体的剩磁比所述永磁层的剩磁高。
[0011] 进一步地，所述永磁体的内禀矫顽力为所述永磁层的内禀矫顽力的75-85%。
[0012] 进一步地，所述永磁体的剩磁为所述永磁层的剩磁的115-125%。
[0013] 优选地，当磁间隙与波荡器周期长度之比大于0.3时，所述磁体、永磁层和软磁切 割有倒圆角。
[0014] 进一步地，所述倒圆角为0.2-0.5rad。
[0015] 优选地，当磁间隙与波荡器周期长度之比小于0.3时，所述磁体、永磁层和软磁切 割有线性倒角。
[0016] 优选地，所述永磁体为纯钦铁棚永磁体、纯错铁棚永磁体、钦错铁棚永磁体、衫钻 永磁体或铁氧体永磁体。
[0017] 优选地，所述永磁层为纯钦铁棚永磁体、纯错铁棚永磁体、钦错铁棚永磁体、衫钻 永磁体或铁氧体永磁体。
[0018] 综上所述，本实用新型在永磁体两侧分别设置内禀矫顽力化j较高的永磁层，在中 间部分设置内禀矫顽力化j较低的永磁层，而内禀矫顽力化j降低就意味着剩磁化提高，剩 磁化提高就意味着永磁波荡器磁场强度Bo提高。运样设计的依据是：混合型永磁波荡器磁 结构中的永磁体的退磁场分布不均匀，靠近永磁体两侧的部分退磁场大，向永磁体中间方 向退磁场逐步变小，在永磁体中屯、轴退磁场最小，因此，只需在永磁体两侧分别设置内禀矫 顽力化j高的永磁层，即可保证磁结构在常溫或者一定高溫下不退磁。
【附图说明】
[0019] 图1为传统混合型永磁波荡器的磁结构的结构示意图；
[0020] 图2为本实用新型混合型永磁波荡器的磁结构的结构示意图。
【具体实施方式】
[0021] 下面结合附图，给出本实用新型的较佳实施例，并予W详细描述。
[0022] 如图2所示，本实用新型，即一种混合型永磁波荡器的磁结构，包括周期性排列在 电子束3传输路径两侧的两排永磁体组，两排之间形成磁间隙d，各永磁体组在每个波荡器 周期长度Au内包括间隔设置的两个永磁体1和两个软磁2。在图上，每侧示意出了=个波荡 器周期长度Au。
[0023] 再次参阅图2,在各永磁体1的两侧分别设有永磁层12形成复合永磁体，其中，永磁 体1和永磁层12分别采用两种牌号不同的永磁材料制成，具体来说，永磁体1的内禀矫顽力 Hc j比永磁层12的内禀矫顽力化j低，而永磁体1的剩磁化比永磁层12的剩磁化高。优选地， 假设永磁层12的内禀矫顽力Hc j和剩磁化分别为M和N，则永磁体1的内禀矫顽力化j和剩磁 化分别为 75-85 % *M和 1