Development of a three dimensional four mirror optical cavity for laser-Compton scattering

• Project/Area Number: 21340070
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Research Field: Particle/Nuclear/Cosmic ray/Astro physics
• Research Institution: High Energy Accelerator Research Organization
• Principal Investigator: OMORI Tsunehiko 大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構, 素粒子原子核研究所, 講師 (80185389)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): HONDA Yousuke 大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構, 加速器研究施設, 助教 (40509783)
• Co-Investigator(Renkei-kenkyūsha): URAKAWA Jyunji 大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構, 加速器研究施設, 教授 (00160333) ; TAKAHASHI Tohru 広島大学, 大学院・先端物質科学研究科, 准教授 (50253050) ; WASHIO Masakazu 早稲田大学, 理工学術院, 教授 (70158608)
• Project Period (FY): 2009 – 2012
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2012)
• Budget Amount: ¥18,460,000 (Direct Cost: ¥14,200,000、Indirect Cost: ¥4,260,000); Fiscal Year 2012: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000); Fiscal Year 2011: ¥6,500,000 (Direct Cost: ¥5,000,000、Indirect Cost: ¥1,500,000); Fiscal Year 2010: ¥5,850,000 (Direct Cost: ¥4,500,000、Indirect Cost: ¥1,350,000); Fiscal Year 2009: ¥4,420,000 (Direct Cost: ¥3,400,000、Indirect Cost: ¥1,020,000)
• Keywords: 加速器 / 国際リニアコライダー / コンプトン散乱 / 量子ビーム / ILC / レーザー・電子衝突 / 偏極ビーム / International Linear Collider

Research Abstract

We made the design, fabrication, and performance test of a three-dimensional 4-mirror optical cavity for development of intense photon sources by laser-Compton scattering. We achieved the finesse of 4000 and average power of 2.6 kW in the cavity with the vertical laser beam spot size of 13±1μm in RMS at the laser-electron interaction point. As a result, we observed 124±1 photons with average energy of 24 MeV per beam crossing, which corresponds to the generation of 2.7×108photons per second.

Research Products

• [Journal Article] Development of a three dimensional four mirror optical cavity for laser-Compton scattering (2013)
  • Author(s): T. Akagi, S. Araki, Y. Funahashi, Y. Honda, H. Kataoka, T. Kon, S. Miyoshi, T. Okugi, T. Omori, K. Sakaue, H. Shimizu, T. Takahashi, R. Tanaka, N. Terunuma, J. Urakawa, M. Washio, H. Yoshitama
  • Journal Title: Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A Volume: Volume 724 Pages: 63-71
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Production of gamma rays by pulsed laser beam Compton scattering off GeV-electrons using a non-planar four-mirror optical cavity (2012)
  • Author(s): T. Akagi, S. Araki, J. Bonis, I. Chaikovska, R. Chiche, R. Cizeron, M. Cohen, E. Cormier, P. Cornebise, N. Delerue, R. Flaminio, S. Funahashi, D. Jehanno, Y. Honda, F. Labaye, M. Lacroix, R. Marie, C. Michel, S. Miyoshi, S. Nagata, T. Omori, Y. Peina
  • Journal Title: Journal of instrumentation Volume: Vol 7 No 1
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Production of gamma rays by pulsed laser beam Compton scattering off GeV-electrons using a non-planar four-mirror optical cavity” (2012)
  • Author(s): T. Akagi
  • Journal Title: Journal of instrumentation Volume: 7 Issue: 01 Pages: P01021-P01021
  • DOI: 10.1088/1748-0221/7/01/p01021
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Multi Bunch Gamma Ray Generation Experiment at ATF
  • Author(s): T. Takahashi
  • Journal Title: Proceeding of the 6th Annual Workshop POLARIZED POSITRON (Posipol) 2011
• [Journal Article] Compton e+ Source Overview
  • Author(s): J. Urakawa
  • Journal Title: Proceeding of the 6^<th> Annual Workshop POLARIZED POSITRON (Posipol) 2011
• [Presentation] レーザーCompton散乱による光子ビーム生成実験へのデジタル制御システムの組み込み (2013)
  • Author(s): 吉玉仁,赤木智哉,荒木栄,浦川順治,大森恒彦,奥木敏行,栗木雅夫,坂上和之,清水洋孝,高橋徹,田中龍太,照沼信浩,舟橋義聖,本田洋介,鷲尾方一
  • Organizer: 日本物理学会
  • Place of Presentation: 広島大学
  • Year and Date: 2013-03-29
• [Presentation] 偏極陽電子源の為のレーザーコンプトン散乱によるガンマ線生成実験 (2013)
  • Author(s): 田中龍太,赤木智哉,荒木栄,浦川順治,大森恒彦,奥木敏行,栗木雅夫,坂上和之,清水洋孝,高橋徹,照沼信浩,舟橋義聖,本田洋介,吉玉仁,鷲尾方一
  • Organizer: 日本物理学会
  • Place of Presentation: 広島大学
  • Year and Date: 2013-03-29
• [Presentation] 偏極陽電子源の為のレーザーコンプトン散乱によるガンマ線生成実験 (2013)
  • Author(s): 田中龍太
  • Organizer: 日本物理学会 第68回年次大会
  • Place of Presentation: 広島大学 東広島キャンパス
• [Presentation] レーザーCompton散乱による光子ビーム生成実験へのデジタル制御システムの組み込み (2013)
  • Author(s): 吉玉仁
  • Organizer: 日本物理学会 第68回年次大会
  • Place of Presentation: 広島大学 東広島キャンパス
• [Presentation] 次世代小型高輝度光子ビーム源の為のデジタルフィードバックシステムの開発 (2012)
  • Author(s): 吉玉仁,赤木智哉,荒木栄,浦川順治,大森恒彦,奥木敏行,片岡裕美,栗木雅夫,坂上和之,清水洋孝,高橋徹,田中龍太,照沼信浩,舟橋義聖,本田洋介,鷲尾方一
  • Organizer: 日本物理学会
  • Place of Presentation: 京都産業大学
  • Year and Date: 2012-09-14
• [Presentation] ILC偏極陽電子源の為のレーザー蓄積共振器の開発 (2012)
  • Author(s): 田中龍太,赤木智哉,荒木栄,浦川順治,大森恒彦,奥木敏行,栗木雅夫,坂上和之,清水洋孝,高橋徹,照沼信浩,舟橋義聖,本田洋介,吉玉仁,鷲尾方一
  • Organizer: 日本物理学会
  • Place of Presentation: 京都産業大学
  • Year and Date: 2012-09-14
• [Presentation] ILC偏極陽電子源の為の4枚鏡共振器の開発 ～マルチバンチガンマ線検出～ (2012)
  • Author(s): 片岡裕美,赤木智哉,荒木栄,浦川順治,大森恒彦,奥木敏行,栗木雅夫,近匡,坂上和之,清水洋孝,高橋徹,田中龍太,照沼信浩,舟橋義聖,本田洋介,吉玉仁,鷲尾方一
  • Organizer: 日本物理学会
  • Place of Presentation: 関西学院大学
  • Year and Date: 2012-03-26
• [Presentation] ILC偏極陽電子源の為の4枚鏡共振器の開発～共振器の共鳴維持制御技術～ (2012)
  • Author(s): 田中龍太,赤木智哉,荒木栄,浦川順治,大森恒彦,奥木敏行,片岡裕美,栗木雅夫,近匡,坂上和之,清水洋孝,高橋徹,照沼信浩,舟橋義聖,本田洋介,吉玉仁,鷲尾方一
  • Organizer: 日本物理学会
  • Place of Presentation: 関西学院大学
  • Year and Date: 2012-03-26
• [Presentation] ILC偏極陽電子源の為の4枚鏡共振器の開発共振器の共鳴維持制御技術 (2012)
  • Author(s): 田中龍太, 大森恒彦, 他
  • Organizer: 日本物理学会第67回年次大会
  • Place of Presentation: 関西学院大学(兵庫県)
  • Year and Date: 2012-03-26
• [Presentation] ILC偏極陽電子源の為の4枚鏡共振器の開発～マルチパンチガンマ線検出～ (2012)
  • Author(s): 片岡裕美, 大森恒彦, 他
  • Organizer: 日本物理学会第67回年次大会
  • Place of Presentation: 関西学院大学(兵庫県)
  • Year and Date: 2012-03-26
• [Presentation] Experiment of the 4-Mirror Compton cavity at KEK-ATF (2012)
  • Author(s): T. Takahashi (Hiroshima U.)
  • Organizer: PosiPol_2012
  • Place of Presentation: DESY Zeuthen, Germany
• [Presentation] Recent progress for 4-Mirror Compton cavity at KEK (2012)
  • Author(s): J. Urakawa (KEK)
  • Organizer: PosiPol_2012
  • Place of Presentation: DESY Zeuthen, Germany
• [Presentation] 次世代小型高輝度光子ビーム源の為のデジタルフィードバックシステムの開発 (2012)
  • Author(s): 吉玉仁、赤木智哉、栗木雅夫、高橋徹、田中龍太(以上、広島大)、荒木栄、浦川順治、大森恒彦、奥木敏行、清水洋孝、照沼信浩、舟橋義聖、本田洋介(以上、高エネ研)、坂上和之、鷲尾方一(以上、早大)
  • Organizer: 第9回日本加速器学会年会
  • Place of Presentation: 大阪大学
• [Presentation] 3次元4枚鏡レーザー蓄積共振器を用いたガンマ線生成実験-マルチバンチガンマ線生成- (2012)
  • Author(s): 赤木智哉,栗木雅夫,高橋徹,田中龍太,吉玉仁(以上、広島大),荒木栄,浦川順治,大森恒彦,奥木敏行,清水洋孝,照沼信浩,舟橋義聖,本田洋介(以上、高エネ研),坂上和之,鷲尾方一(以上、早大)
  • Organizer: 第9回日本加速器学会年会
  • Place of Presentation: 大阪大学
• [Presentation] ILC偏極陽電子源の為のレーザー蓄積共振器の開発 (2012)
  • Author(s): 田中龍太
  • Organizer: 日本物理学会 2012年秋季大会
  • Place of Presentation: 京都産業大学
• [Presentation] 次世代小型高輝度光子ビーム源の為のデジタルフィードバックシステムの開発 (2012)
  • Author(s): 吉玉仁
  • Organizer: 日本物理学会 2012年秋季大会
  • Place of Presentation: 京都産業大学
• [Presentation] ILC偏極陽電子源の為の3次元4枚鏡共振器を用いたガンマ線生成実験 (2011)
  • Author(s): 赤木智哉、大森恒彦, 他
  • Organizer: 日本物理学会2011年秋季大会
  • Place of Presentation: 弘前大学(青森県)
  • Year and Date: 2011-09-18
• [Presentation] 3次元4枚鏡共振器における円偏光蓄積特性を用いたフィードバックの実現 (2011)
  • Author(s): 田中龍太, 大森恒彦, 他
  • Organizer: 日本物理学会2011年秋季大会
  • Place of Presentation: 弘前大学(青森県)
  • Year and Date: 2011-09-18
• [Presentation] Development of the 4-Mirror Compton cavity (2011)
  • Author(s): AKAGI, Tomoya
  • Organizer: POSIPOL 2011
  • Place of Presentation: IHEP, Beijing, China
  • Year and Date: 2011-08-28
• [Presentation] レーザーコンプトン散乱を用いた高輝度偏極光源の為の4枚鏡光蓄積共振器の開発 (2011)
  • Author(s): 赤木智哉、大森恒彦, 他
  • Organizer: 日本物理学会第66回年次大会
  • Place of Presentation: 新潟大学(新潟県)
  • Year and Date: 2011-03-28
• [Presentation] Compton e+ source overview (2011)
  • Author(s): J. Urakawa(KEK)
  • Organizer: PosiPol_2011
  • Place of Presentation: IHEP, Beijing, China
• [Presentation] 高輝度偏極光源の為の4枚鏡光蓄積共振器の開発 (2010)
  • Author(s): 赤木智哉, 大森恒彦, 他
  • Organizer: 日本物理学会2010年秋季大会
  • Place of Presentation: 九州工業大学(福岡県)
  • Year and Date: 2010-09-14
• [Presentation] 3D 4-M cavities for intense photon generation (2010)
  • Author(s): T.Akagi
  • Organizer: Posipol 2010
  • Place of Presentation: KEK Tsukuba(茨城県)
  • Year and Date: 2010-06-01
• [Presentation] Compton Programs in KEK (2010)
  • Author(s): J. Urakawa(KEK)
  • Organizer: PosiPol_2010
  • Place of Presentation: KEK, Japan
• [Presentation] 4-miror Compton project in Japan (2009)
  • Author(s): T. Takahashi (Hiroshima U.)
  • Organizer: PosiPol_2009
  • Place of Presentation: University Lyon, France
  • Year and Date: 2009-06-24