Long-axis uniform magnetic field generation using permanent magnets

永久磁石を用いた長軸一様磁場の生成

岩下 芳久*; 栗山 靖敏*; 不破 康裕   

Iwashita, Yoshihisa*; Kuriyama, Yasutoshi*; Fuwa, Yasuhiro

永久磁石の使用により軸対称の一様な磁場を長い距離にわたって発生させる磁気回路を考案した。磁場の生成に関するアンペールの法則において一様な磁場を生成するような永久磁石配置を求め、それに対応する磁気回路を導出した。この構成を用いて、レーザー光用ファラデー回転装置用の磁場発生装置を作製した。この装置は、超高出力レーザーを扱うために直径30mmの大口径を持ち、ファラデー回転用の大きな結晶円板を保持することができる。中心面での磁場の一様性はボア径内で1%以下である。この構成は、長軸対称ビーム輸送電磁石にも適用でき、クライストロンの集束磁場のような磁場分布の勾配を制御するために拡張することもできる。

A permanent magnet can be used to generate an axisymmetric uniform magnetic field over a long distance. To satisfy Ampere's law, which states that the line-integral value of the magnetic field is zero, a magnetic field region of opposite polarity appears somewhere along the axis while maintaining uniformity in a certain range along the axis. Using this configuration, a magnetic field generator for a Faraday rotation device for laser light was fabricated. This device has a large bore of 30 mm in diameter to handle ultra-high-power lasers and can hold a large crystal disc for Faraday rotation. The irregularity in the central plane is less than 1% within the bore diameter. This configuration can also be applied to long axisymmetric beam transport magnets. This technique can be extended to control the gradient of the magnetic field distributions, such as the focusing field of a klystron.