光子源解析/同步辐射磁铁城 提升光子能量

        磁铁在同步辐射中扮演重要角色，也可以说同步辐射的储存环像「磁铁城」，从产生光、加强光到让光转圈圈的功能都有。同步辐射中心副主任罗国辉说，「台湾光源」基本配有90个磁铁，「台湾光子源」则有456个磁铁，在储存环中交错排列。 

        其中，磁铁分成「基本配备」和「进阶配备」。罗国辉说，基本配备磁铁包含二极、四极、六极磁铁，二极磁铁又叫「转弯磁铁」，功能很简单，就是让储存环中的电子束和磁场交互作用后，被磁力偏转而在转弯磁铁的切线方向产生光。 

        四极磁铁则是一组排列为「南、北、南、北」四颗磁铁相隔90度绕一圈的磁铁组，功能是让电子束聚焦，罗国辉解释，因为电子束中的电子们带相同电性而互斥，所以需要靠四极磁铁把他们重新汇聚起来。 

        六极磁铁则用来修正电子之间能量差异的问题，虽然理想上每个电子带有的能量应该都是15亿电子伏特（在台湾光源中）或是30亿电子伏特（在台湾光子源中），但是实际上单一个电子能量仍会差个正负2-3％，所以要用六极磁铁修正能量差，避免电子束散掉。 

       至于「进阶配备」正式的名称是「插件磁铁」，如果说基本配备是控制电子束的行为，插件磁铁就是用来调整「光」的设计。罗国辉说，在插件磁铁中的「增频磁铁」主要功能有两个，一个是增加光的强度，另一个是提高单一光子的能量，换句话说就是把原本可在紫外线波段的光，转为在X光波段的光。 

        增频磁铁实际上是一列南北南北交错、重复好几个周期的磁铁组，这样的设计让电子会在磁铁组内做蛇行运动，每蛇行一次就放出一道光，把这些放出的光汇集在一起就让光强度增加许多，有几个周期、光就增强几倍，此外增频磁铁也会让电子运行的幅度增加，这就是为什么单一光子能量可增加到X光波段的原因。 

        增频磁铁的好兄弟「聚频磁铁」也是一组南北交错排列好几个周期的磁铁组，不过他的功用主要在增加光的强度上，每个磁铁的间隔经过精密计算，让光之间可以产生建设性干涉，所以若磁铁南北交错重复的周期是一百，那光的强度可被放大一万倍。