(19)
(11) EP 0 954 009 A2

(12) EUROPÄISCHE PATENTANMELDUNG

(43) Veröffentlichungstag:
03.11.1999  Patentblatt  1999/44

(21) Anmeldenummer: 99107490.7

(22) Anmeldetag:  29.04.1999
(51) Internationale Patentklassifikation (IPC)6H01J 35/18
(84) Benannte Vertragsstaaten:
AT BE CH CY DE DK ES FI FR GB GR IE IT LI LU MC NL PT SE
Benannte Erstreckungsstaaten:
AL LT LV MK RO SI

(30) Priorität: 29.04.1998 DE 19819136

(71) Anmelder: DLR Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V.
53175 Bonn (DE)

(72) Erfinder:
  • Renz, Günther
    73760 Ostfildern (DE)
  • Spindler, Gerhard Dr.
    79761 Waldshut (DE)

(74) Vertreter: Beck, Jürgen, Dr. Dipl.-Phys. 
Hoeger, Stellrecht & Partner Uhlandstrasse 14c
70182 Stuttgart
70182 Stuttgart (DE)

   


(54) Abstimmbare elektromagnetische Strahlungsquelle


(57) Eine vorteilhafte abstimmbare elektromagnetische Strahlungsquelle umfaßt

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,

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.






Beschreibung


[0001] Abstimmbare elektromagnetische Strahlungsquellen für den Gigahertz- und Terahertz-Bereich sind aus dem Stand der Technik nur als p-Ge-Laser bekannt, bei welchen die Problematik besteht, bei ausreichender Leistung die Wärme aus dem Kristall abzuführen.

[0002] 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 Submillimeterbereich zu kommen.

[0003] Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine elektromagnetische Strahlungsquelle zu schaffen, bei welcher elektromagnetische Strahlung im Gigahertz- und Terahertz-Bereich einerseits abstimmbar und andererseits mit möglichst wenig apparativem Aufwand erreichbar ist.

[0004] Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine abstimmbare elektromagnetische Strahlungsquelle umfassend eine Elektronenquelle 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 erstreckendes Driftrohr für den Elektronenstrahl, welches der Elektronenstrahl durchsetzt und welches als sich parallel zur Längsrichtung 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 Steuereinrichtung zur Steuerung der Energie des aus der Elektronenquelle austretenden Elektronenstrahls und zur Steuerung der Feldstärke des Führungsfeldes.

[0005] Der Vorteil des erfindungsgemäßen Microundulators ist darin zu sehen, daß mit diesem mit sehr geringen magnetischen Feldstarken im Bereich von ungefähr 10 bis ungefähr 100 Gauss und einer Periodenlänge von einigen hundert Mikrometern, d. h. maximal wenige Millimeter, vorzugsweise weniger als ein Millimeter, gearbeitet werden kann, um die Elektronen des Elektronenstrahls dazu zu bringen, elektromagnetische Strahlung im Gigahertz- und Terahertz-Bereich abzugeben, wobei hierzu Elektronenenergien im Elektronenstrahl von bis zu 150 kV ausreichend sind. Ferner ist hierzu ein longitudinales magnetisches Führungsfeld von maximal 20 Tesla erforderlich, das auf Magnetoresonanz oder nahe Magnetoresonanz mit der vom Microundulator induzierten Bewegung der Elektronen abgestimmt ist, das heißt, daß die vom Microundulator induzierte Frequenz ungefähr gleich der Zyklotronfrequenz im longitudinalen magnetischen Führungsfeld ist. Hiermit besteht die Möglichkeit, relativ starke reguläre transversale Elektronenoszillationen und demzufolge Verstärkung der spontanen Emission im Driftrohr zu erhalten.

[0006] Hinsichtlich der Ausbildung des Microundulators im einzelnen wurden bislang keine näheren Angaben gemacht. Bislang ist es nur bekannt, als Undulator Permanentmagnete oder Spulen zu verwenden.

[0007] Ein erfindungsgemäß besonders bevorzugtes Ausführungsbeispiel sieht jedoch vor, daß der Microundulator ein elektrisch isolierend 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.

[0008] Der Vorteil dieser Lösung ist darin zu sehen, daß dieser eine einfach zu realisierende Möglichkeit eröffnet, einen Microundulator in den Dimensionen zu bauen, welche für die erfindungsgemäße 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 Tetrahertz-Bereich zu erzwingen.

[0009] Ferner schafft ein derart aufgebauter Microundulator insbesondere 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.

[0010] Hinsichtlich des Verlaufs der Strompfade ist es besonders vorteilhaft, wenn diese in Form helixartiger Windungen auf dem Träger verlaufen, wobei vorzugsweise jede Windung insbesondere als streifenförmige Schicht auf dem Träger ausgebildet ist.

[0011] Besonders günstig ist es dabei, wenn auf dem Trägerrohr zwei Strompfade vorgesehen sind, die von einem Ende des Trägerrohrs zum anderen verlaufen.

[0012] 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 Verbindungssteg könnte zusätzlich auf das Trägerrohr aufgesetzt sein und die beiden Strompfade kontaktieren. Besonders günstig ist es jedoch, wenn der Verbindungssteg ebenfalls als auf dem Trägerrobr aufgetragene Schicht ausgebildet ist.

[0013] 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.

[0014] Besonders günstig lassen sich jedoch die Strompfade dann anordnen, wenn die zwei Strompfade auf derselben Oberfläche des Trägerrohrs verlaufen.

[0015] Insbesondere für die Herstellbarkeit der Strompfade ist es besonders günstig, wenn diese auf einer äußeren Mantelfläche des Trägerrohrs angeordnet sind.

[0016] 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.

[0017] 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 durchgehenden elektrisch leitenden Schicht auf dem Träger und teilweises Abtragen derselben hergestellt sind.

[0018] Das teilweise Abtragen der Schicht könnte beispielsweise durch eine Masken- und Ätztechnik erfolgen. Besonders vorteilhaft ist es jedoch, wenn das teilweise Abtragen der elektrisch leitenden Schicht mittels Laserstrahlung, vorzugsweise mittels Laserablation erfolgt.

[0019] Alternativ dazu ist es denkbar, wenn die die Strompfade bildenden Schichten auf der Oberfläche des Trägers durch gezielte Laserablation eines Targetmaterials direkt in der gewünschten Form auf das Trägerrohr aufgetragen werden.

[0020] Um eine günstige Führung des Elektronenstrahls zu erreichen und insbesondere eine günstige Wechselwirkung desselben mit den Feldern des Microundulators und des Führungsfeldes ist vorzugsweise vorgesehen, daß das Driftrobr einen Innendurchmesser in der Größenordnung der Wellenlänge der elektromagnetischen Strahlung aufweist.

[0021] 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.

[0022] Ein besonderer Vorteil der erfindungsgemäßen Lösung ist auch darin zu sehen, daß mit dem erfindungsgemäßen Konzept, nämlich einem Microundulator mit einer Periodizität in der Größenordnung der Wellenlänge der elektromagnetischen Strahlung, die Möglichkeit besteht, auch eine Elektronenquelle einzusetzen, die einen schwach relativistischen Elektronenstrahl, beispielsweise mit Elektronenenergien in der Größenordnung 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.

[0023] Das erfindungsgemäße Konzept ist somit aufgrund der Kombination des Microundulators, das Betreiben der gesamten Anordnung im Bereich oder nahe der Magnetoresonanz und des Einsatzes einer Elektronenquelle, welche einen schwach relativistischen Elektronenstrahl erzeugt, besonders einfach aufgebaut und erlaubt mit geringem apparativem Aufwand, und geringen Feldstärken des Microundulators, beispielsweise im Bereich von ungefähr 10 bis ungefähr 50 Gauss, elektromagnetische Strahlung im Gigahertz- und Terahertz-Bereich zu erzeugen.

[0024] Vorzugsweise liegt die Periodenlänge der helikalen Stromwicklung des Microundulators zur Erzeugung eines periodischen transversalen Magnetfeldes im Millimeter- oder Submillimeterbereich, d. h. sie beträgt maximal wenige Millimeter oder ist kleiner als ein Millimeter.

[0025] Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung sind Gegenstand der nachfolgenden Beschreibung sowie der zeichnerischen Darstellung eines Ausführungsbeispiels.

[0026] In der Zeichnung zeigen:
Fig. 1
ein schematisch dargestelltes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Strahlungsquelle;
Fig. 2
eine vergrößerte Darstellung eines in der Strahlungsquelle eingesetzten erfindungsgemäßen Microundulators und
Fig. 3
eine schematische Darstellung einer Herstellung des erfindungsgemäßen Microundulators.


[0027] 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 Elektronenquelle 10 ist dabei so aufgebaut, daß der Elektronenstrahl Elektronenströme im Bereich von Mikroampere bis einige Milliampere erzeugen kann.

[0028] 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 Terahertz-Bereich dient und hierzu mit einer für elektromagnetische Strahlung im Gigahertz- und Terahertz-Bereich reflektierenden Innenfläche 18 versehen ist, die somit auch die elektromagnetische Strahlung in der Längsrichtung 14 führt.

[0029] Das Driftrohr 16 weist dabei an einem der Elektronenquelle 10 zugewandten Ende ein Metallgitter 20 auf, welches dem Elektronenstrahl 12 erlaubt, durch dieses ungehindert hindurchzutreten, welches jedoch andererseits die elektromagnetische Strahlung im Wellenleiter 16 zum entgegengesetzten Ende reflektiert.

[0030] Am entgegengesetzten Ende ist der Wellenleiter 16 vorzugsweise mit einem Halbleitergitter 22 versehen, welches als teildurchlässiger Spiegel für die elektromagnetische Strahlung wirkt und einen Teil der elektromagnetischen Strahlung zurückreflektiert, während ein anderer Teil der elektromagnetischen Strahlung ausgekoppelt wird und als Austrittsstrahl 24 den Wellenleiter 16 verläßt.

[0031] In dem Driftrohr 16 liegt ferner noch ein longitudinales magnetisches Führungsfeld 30 vor, welches sich im wesentlichen 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.

[0032] Das longitudinale magnetische Führungsfeld 30 innerhalb des Driftrohrs 16 hat dabei eine hohe Homogenität und weist Feldstärken im Bereich von wenigen Tesla bis maximal ungefähr 25 Tesla auf.

[0033] 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.

[0034] Mit dem Mikrowiggler 40 werden dabei dem longitudinalen Führungsfeld 30 quer zu diesem verlaufende Feldkomponenten überlagert.

[0035] 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 Magnetoresonanz mit dem starken longitudinalen Führungsfeld 30 arbeitet oder nahe der Magnetoresonanz, so daß elektromagnetische Strahlung Gigahertz- und Tetrahertz-Bereich abstimmbar erzeugt werden kann.

[0036] 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.

[0037] Bei der erfindungsgemäßen abstimmbaren elektromagnetischen Strahlungsquelle oszillieren die Elektronen des Elektronenstrahls 12 in dem Driftrohr 16 unter dem Einfluß des longitudinalen 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.

[0038] Der Microundulator 40 ist, wie in Fig. 2 dargestellt, so aufgebaut, 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 angeordneten elektrisch leitenden streifenförmigen Schichten aufgebaut sind, die in der Längsrichtung 14 eine Breite B aufweisen 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 Periodizität P der Helixform der Windungen 70 und 72 dieselbe ist und in der Größenordnung von 0,04 cm liegt.

[0039] Die Strompfade 62 und 64 bildenden Windungen 70 und 72 erstrecken 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 73 verbunden ist, welcher ebenfalls als leitfähige Schicht auf der Außenmantelfläche 66 des Trägerrohrs 60 angeordnet ist.

[0040] Sind jeweils die ersten Windungen 70a und 72a im Bereich des ersten Endes 74 mit Stromzuleitungen 77 und 78 verbunden und erfolgt eine Stromeinspeisung beispielsweise über die Stromzuleitung 77 in die erste Windung 70a des ersten Strompfades 62, so fließt ein Strom I mit einem ersten Drehsinn 80 entlang des ersten Strompfades 62 vom ersten Ende 74 bis zum zweiten Ende 76 des Trägerrohrs 60, geht dort über den Verbindungssteg 73 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.

[0041] Aufgrund der Anordnung der Windungen 72 des zweiten Strompfades 64 zwischen den Windungen 70 des ersten Strompfades 62 fließt somit in der Längsrichtung 14 gesehen in jeweils aufeinanderfolgenden Windungen 70, 72 der Strom I in entgegengesetzter Richtung und erzeugt somit in dem Driftrohr 16 ein Magnetfeld mit transversal zum Führungsfeld 30 verlaufenden Feldlinien 84, so daß insgesamt die Elektronen des Elektronenstrahls 12 in dem Driftrohr 16 unter dem sich überlagernden Einfluß zweier magnetischer Felder, nämlich des longitudinalen Führungsfeldes 30 und des transversalen Feldes 84 des Microundulators 40 oszillieren und somit die elektromagnetische Strahlung erzeugen.

[0042] 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.

[0043] 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 bildenden Schicht beträgt ungefähr 0,0005 cm.

[0044] Vorteilhafterweise bildet das Trägerrohr 60 gleichzeitig das Driftrohr 16 und somit auch den Wellenleiter für die elektromagnetische Strahlung.

[0045] Ein derartiger Microundulator 40 läßt sich, wie beispielsweise 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 elektrisch 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 aufeinanderfolgenden Windungen 70, 72 abgetragen wird und die helixförmigen Windungen auf dem Trägerrohr 60 übrig bleiben, wobei schließlich auch noch der Verbindungssteg 73 entsprechend hergestellt wird.


Ansprüche

1. Abstimmbare elektromagnetische Strahlungsquelle umfassend

eine Elektronenquelle (10) zur Erzeugung beschleunigter Elektronen, welche aus dieser in Form eines relativistischen, sich in einer Längsrichtung (14) ausbreitenden Elektronenstrahls (12) austreten,

ein sich mit seiner Achse parallel zur Längsrichtung (14) erstreckendes Driftrohr (16), für den Elektronenstrahl (12), welches der Elektronenstrahl (12) durchsetzt und welches als sich parallel zur Längsrichtung (14) erstreckender Wellenleiter für elektromagnetische Strahlung im Gigahertz- und Terahertz-Bereich ausgebildet ist,

ein longitudinales magnetisches Führungsfeld, welches das Driftrohr (16) durchsetzt und welches in dem Driftrohr (16) sich parallel zur Längsrichtung (14) erstreckt,

einen das Driftrohr (16) umgebenden und eine Periodizität 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 Führungsfeld (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 gekennzeichnet, daß der Microundulator (40) ein elektrisch isolierend 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 Komponenten erzeugen.
 
3. Strahlungsquelle nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Strompfade (62, 64) in Form helixartiger Windungen (70, 72) auf dem Träger (60) verlaufen.
 
4. Strahlungsquelle nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, 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) verlaufen.
 
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 gekennzeichnet, daß zur Verbindung der Strompfade (62, 64) ein auf dem Trägerrohr (60) angeordneter Verbindungssteg (73) vorgesehen ist.
 
8. Strahlungsquelle nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, 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) verlaufen.
 
10. Strahlungsquelle nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, 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 gekennzeichnet, 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 Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Strompfade (62, 64) durch Aufbringen einer durchgehenden elektrisch leitenden Schicht (92) auf dem Träger (60) und teilweises Abtragen derselben hergestellt sind.
 
14. Strahlungsquelle nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Strompfade (62, 64) durch teilweises Abtragen 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 Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektronenquelle (10) einen schwach relativistischen Elektronenstrahl (12) erzeugt.
 




Zeichnung