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Study for intense terahertz radiation developing on the unsaturated amplification in the free electron laser oscillator

Research Project

Project/Area Number 15K13407
Research Category

Grant-in-Aid for Challenging Exploratory Research

Allocation TypeMulti-year Fund
Research Field Quantum beam science
Research InstitutionNational Institutes for Quantum and Radiological Science and Technology (2018)
Hiroshima University (2016-2017)
Osaka University (2015)

Principal Investigator

KAWASE Keigo  国立研究開発法人量子科学技術研究開発機構, 高崎量子応用研究所 東海量子ビーム応用研究センター, 主幹研究員(定常) (60455277)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 松葉 俊哉  広島大学, 放射光科学研究センター, 助教 (00635477)
Project Period (FY) 2015-04-01 – 2019-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2018)
Budget Amount *help
¥3,250,000 (Direct Cost: ¥2,500,000、Indirect Cost: ¥750,000)
Fiscal Year 2017: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000)
Fiscal Year 2016: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
Fiscal Year 2015: ¥650,000 (Direct Cost: ¥500,000、Indirect Cost: ¥150,000)
Keywords自由電子レーザー / 加速器要素技術開発
Outline of Final Research Achievements

To investigate the possibility for the unsaturated amplification in FEL oscillator, we made simulation for the FEL with the energy variation on the electron beam. As the result, we find that it is diffcult to avoid ceasing the exponential growth. On the other hand, by changing the beam energy at the end of exponential amplification, the growth rate of the FEL amplification in strong signal region will be speed up comparing with the constant energy case. In addition, experimentally we investigated the optical loss of the FEL resonator. It is an important parameter for the FEL amplification and its saturation.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

FELの増幅とその飽和を詳細に研究することで、指数関数的増幅の限界と電子ビームのエネルギーを変化させることによる大振幅領域での増幅率の改善の可能性を示すことができた。また、光共振器の損失について詳細に調査することで、共振器の固有モードにおける損失との差異があることがわかってきた。このことをより研究することで、FEL増幅メカニズムの詳細の理解とより高強度化への指針を示すことにつながる。

Report

(5 results)
  • 2018 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2017 Research-status Report
  • 2016 Research-status Report
  • 2015 Research-status Report
  • Research Products

    (18 results)

All 2019 2018 2017 2016 2015

All Journal Article (1 results) (of which Acknowledgement Compliant: 1 results) Presentation (17 results) (of which Int'l Joint Research: 4 results,  Invited: 1 results)

  • [Journal Article] 発振型自由電子レーザーの飽和についての考察2016

    • Author(s)
      川瀬 啓悟
    • Journal Title

      第13回日本加速器学会年会プロシーディングス

      Volume: - Pages: 1040-1043

    • Related Report
      2016 Research-status Report
    • Acknowledgement Compliant
  • [Presentation] 大阪大学産業科学研究所テラヘルツ自由電子レーザー2019

    • Author(s)
      川瀬 啓悟
    • Organizer
      日本物理学会 第74回年次大会
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] 産研FELの基礎特性測定2019

    • Author(s)
      川瀬 啓悟
    • Organizer
      平成30年度大阪大学産業科学研究所量子ビーム科学研究施設成果報告会
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] 産研FELのEOクロスコリレーション計測に関するフーリエ解析2019

    • Author(s)
      川瀬 啓悟
    • Organizer
      第25回FELとHigh-power Radiation研究会
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] 産研FEL光共振器損失の評価2019

    • Author(s)
      川瀬 啓悟、加藤 龍好、磯山 悟朗
    • Organizer
      第32回日本放射光学会年会・放射光科学合同シンポジウム
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] 川瀬 啓悟、加藤 龍好、磯山 悟朗2018

    • Author(s)
      産研FEL光共振器の詳細評価
    • Organizer
      第15回日本加速器学会年会
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] FEL発振器におけるサブハーモニックバンチャーの振幅位相と光強度の関係について2018

    • Author(s)
      川瀬 啓悟
    • Organizer
      日本物理学会第73回年次大会
    • Related Report
      2017 Research-status Report
  • [Presentation] THz-FELのEOクロスコリレーション計測結果の解析2017

    • Author(s)
      川瀬 啓悟
    • Organizer
      日本物理学会第72回年次大会
    • Place of Presentation
      大阪大学豊中キャンパス (大阪府・豊中市)
    • Year and Date
      2017-03-17
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      2016 Research-status Report
  • [Presentation] Characteristics of THz-FEL at ISIR, Osaka University2017

    • Author(s)
      Keigo Kawase
    • Organizer
      AFAD2017
    • Place of Presentation
      Institute of Mordern Physics, Lanzhou, China
    • Year and Date
      2017-01-16
    • Related Report
      2016 Research-status Report
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] 発振型自由電子レーザーの飽和についての考察2016

    • Author(s)
      川瀬 啓悟
    • Organizer
      第13回日本加速器学会年会
    • Place of Presentation
      幕張メッセ、国際会議場(千葉県・千葉市)
    • Year and Date
      2016-08-08
    • Related Report
      2016 Research-status Report
  • [Presentation] EOクロスコリレーションによるTHz-FELの時間構造評価2016

    • Author(s)
      川瀬 啓悟、入澤明典、藤本將輝、磯山悟朗
    • Organizer
      日本物理学会第71回年次大会
    • Place of Presentation
      東北学院大学泉キャンパス (宮城県・仙台市)
    • Year and Date
      2016-03-19
    • Related Report
      2015 Research-status Report
  • [Presentation] Status and Recent Progress of THz-FEL at ISIR2016

    • Author(s)
      Keigo Kawase
    • Organizer
      AFAD2016
    • Place of Presentation
      京都大学宇治キャンパス (京都府・宇治市)
    • Year and Date
      2016-02-01
    • Related Report
      2015 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 産研THz-FELのEO計測2016

    • Author(s)
      川瀬 啓悟
    • Organizer
      第22回FEL and High-Power Radiation研究会
    • Place of Presentation
      KEKつくばキャンパス (茨城県・つくば市)
    • Year and Date
      2016-01-21
    • Related Report
      2015 Research-status Report
  • [Presentation] 阪大産研テラヘルツ自由電子レーザーの光源性能2016

    • Author(s)
      川瀬 啓悟、加藤龍好、入澤明典、藤本將輝、磯山悟朗
    • Organizer
      第29回放射光年会。放射光科学合同シンポジウム
    • Place of Presentation
      柏の葉カンファレンスセンター (千葉県・柏市)
    • Year and Date
      2016-01-09
    • Related Report
      2015 Research-status Report
  • [Presentation] Single Pulse Extraction from the THz-FEL Oscillator Using a Laser Activating Semiconductor Reflective Switch2015

    • Author(s)
      Keigo Kawase, Ryukou Kato, Akinori Irizawa, Masaki Fujimoto, Kazuya Furukawa, Kumiko Kubo, Goro Isoyama
    • Organizer
      the 19th SANKEN International, the 14th SANKEN Nanotechnology Symposium, 3rd KANSAI Nanoscience and Nanotechnology, 11th Handai Nanoscience and Nanotechnology International Symposium
    • Place of Presentation
      大阪大学吹田キャンパス (大阪府・吹田市)
    • Year and Date
      2015-12-07
    • Related Report
      2015 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] EOクロスコリレーションを用いたTHz-FELの時間構造評価2015

    • Author(s)
      川瀬 啓悟
    • Organizer
      平成27年度第2回量子ビーム科学研究施設研究会
    • Place of Presentation
      大阪大学産業科学研究所 (大阪府・茨木市)
    • Year and Date
      2015-12-02
    • Related Report
      2015 Research-status Report
  • [Presentation] Single picosecond THz pulse extraction from the FEL macropulse using a laser activating semiconductor reflective switch2015

    • Author(s)
      Keigo Kawase, Ryukou Kato, Akinori Irizawa, Masaki Fujimoto, Kazuya Furukawa, Kumiko Kubo, Goro Isoyama
    • Organizer
      37th International Free Electron Laser Conference (FEL 2015)
    • Place of Presentation
      Daejeon (Korea)
    • Year and Date
      2015-08-23
    • Related Report
      2015 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 電気光学サンプリングによるTHz-FELのミクロパルス時間構造測定2015

    • Author(s)
      川瀬啓悟、加藤龍好、入澤明典、藤本將輝、古川和弥、久保久美子、磯山悟朗
    • Organizer
      第12回日本加速器学会年会
    • Place of Presentation
      プラザ萬象・あいあいプラザ (福井県・敦賀市)
    • Year and Date
      2015-08-05
    • Related Report
      2015 Research-status Report

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Published: 2015-04-16   Modified: 2020-03-30  

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