AbstractThe strength and astounding simplicity of certain permanent magnet materials allow a wide variety of simple, compact configurations of high field strength and quality multipole magnets. Here we analyze the important class of iron-free permanent magnet systems for charged particle beam optics. The theory of conventional segmented multipole magnets formed from uniformly magnetized block magnets placed in regular arrays about a circular magnet aperture is reviewed. Practical multipole configurations resulting are presented that are capable of high and intermediate aperture field strengths. A new class of elliptical aperture magnets is presented within a model with continuously varying magnetization angle. Segmented versions of these magnets promise practical high field dipole and quadrupole magnets with an increased range of applicability.
永久磁石材料の強度と驚くべき単純性により、荷電粒子ビーム光学系において、高磁場強度と多極磁石の多様な単純かつコンパクトな構成が可能となる。ここでは、鉄心を用いない永久磁石システムの重要なクラスについて分析する。円形磁石アパーチャの周囲に規則的な配列で配置された均一磁化ブロック磁石から形成される、従来のセグメント化多極磁石の理論を概説する。その結果得られる実用的な多極構成であって、高および中程度のアパーチャ磁場強度を実現可能なものを提示する。連続的に変化する磁化角度を持つモデル内で、新しいクラスの楕円アパーチャ磁石を提示する。これらの磁石のセグメント化バージョンは、適用範囲が拡大された実用的な高磁場ダイポールおよびクアドラポール磁石を約束するものである。