Study on drastic increase of extraction efficiency of oscillator type free electron laser

• Project/Area Number: 23K25125
• Project/Area Number (Other): 22H03871 (2022-2023)
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Multi-year Fund (2024); Single-year Grants (2022-2023)
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 80040:Quantum beam science-related
• Research Institution: Kyoto University
• Principal Investigator: 全 炳俊 京都大学, エネルギー理工学研究所, 准教授 (80548371)
• Project Period (FY): 2022-04-01 – 2025-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2024)
• Budget Amount: ¥18,330,000 (Direct Cost: ¥14,100,000、Indirect Cost: ¥4,230,000); Fiscal Year 2024: ¥1,820,000 (Direct Cost: ¥1,400,000、Indirect Cost: ¥420,000); Fiscal Year 2023: ¥1,820,000 (Direct Cost: ¥1,400,000、Indirect Cost: ¥420,000); Fiscal Year 2022: ¥14,690,000 (Direct Cost: ¥11,300,000、Indirect Cost: ¥3,390,000)
• Keywords: 自由電子レーザ / 中赤外 / 高効率化 / 量子ビーム

Outline of Research at the Start

共振器型自由電子レーザ(Free Electron Laser: FEL)において、電子ビームの運動エネルギーからレーザの電磁場エネルギーへの変換効率は引き出し効率と呼ばれ、FEL強度やパルス幅を決定づける重要なパラメータである。本研究では京都大学中赤外自由電子レーザにおいて共振器損失の低減とFEL増幅率向上により引き出し効率を大幅に増大させる事を目的とする。現在進行中の新電子銃設置に伴う電子バンチ電荷量増大と合わせることで引き出し効率を最大で43%まで向上させることが期待される。これにより全く新しい手法で長波長赤外(8-15μm)の約1波長のパルス幅を持つ大強度波長可変光源が実現可能となる。