1994 Fiscal Year Annual Research Report

微小集積化冷陰極(マイクロエミッター)による高輝度電子ビームの生成

Research Project

Project/Area Number	05452385
Research Institution	Fukuoka Institute of Technology
Principal Investigator	石塚浩福岡工業大学, 工学部, 教授 (50015517)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	増崎克金沢大学, 理学部, 教授 (10110602) 武田薫福岡工業大学, 工学部, 助手 (90236464) 中原百合子福岡工業大学, 工学部, 助手 (00237364) 時田正彦福岡工業大学, 工学部, 教授 (70099026)
Keywords	高輝度電子ビーム / マイクロビーム / エミッタンス測定 / 微小集積化冷陰極 / マイクロ3極管アレイ / 電子銃 / 真空マイクロエレクトロニクス / 自由電子レーザ
Research Abstract	平成5年度に電子放出特性を調べたスピント陰極(標準型及び高電流密度型)を用いてビームを生成し、伝搬させてその振る舞いを観察した。同じく平成5年度に検討した方法により、ビームのエミッタンスを測定した。 1.実験装置の改善:マイクロエミッターの安定な動作には超高真空を要するので、電子源部のベースプレッシャーを1x10^<-7>Pa以下に低めた。実験はビームエネルギー10keV以下で行うが、たとえ微弱でも放電が起きるとマイクロエミッターが損壊するので、安全の為20kVの電圧に耐えるような電子銃部の絶縁を改良した。 2.マイクロエミッターの動作の安定化:ビームが電極に当たってガスを放出すると真空が劣化する。それ故直流実験ではビーム電流を低く抑える。その状態で電子放出が安定するようFETを用いて定電流化を行った。 3.ビームの長距離伝搬:スピント陰極で発生したビームを加速し、静電レンズ、偏向系、ドリフト部を通過させ、電子源から1m前方の蛍光板で検出した。蛍光板上には電子源の拡大像が現れ、電子銃部でビームの口径を絞るとスピント陰極の電界放出テイップの像が分離して観測された。この分離は予期以上の結果であった。 4.ビームエミッタンスの測定:小さなビーム断面を4重極レンズによって引き延ばし、像の大きさの4重極レンズ強度依存性からエミッタンスを求める新測定法を試み、予期通りの依存性が現れることを確かめた。得られた規格化エミッタンスは〜10^<-7>π m radであった。各電界放出テイップからのビーム(ビームレット)にはハロ-が生じている。現在、このハロ-の抑制並びにビームレットのエミッタンス測定を志向している。 5.その他:ビーム電流値を高めると高価なスピント陰極が破損するので、高輝度ビームを得る試みは保留して来た。輝度向上に関する実験は、今後、テイップ数の少ない収束電極付きマイクロエミッターを用いて行う。

Research Products
(7 results)

All Other

All Publications (7 results)

[Publications] 石塚浩: "Design Study of mm to nm Diameter Electron Beams for Submillimeter-Wave to X-Ray Free-Electron Lasers" Nucl.Instr.Meth.A. 331. 577-580 (1993)
[Publications] 石塚浩: "マイクロエミッタの電子放出特性" 福岡工業大学エレクトロニクス研究所所報. 10. 51-57 (1993)
[Publications] 石塚浩: "Ultrahigh-Brightness Microbeams:Considerations for Their Generation and Relevance to FEL" Proc.1993 Particle Accelerator Conference. 2. 1566-1568 (1994)
[Publications] 石塚浩: "超高輝度マイクロビームのエミッタンス測定" 日本原子力研究所技報 JAERI-M. 94-047. 1-19 (1994)
[Publications] 石塚浩: "Emittance Measurement of High-Brightness Microbeams" Jpn.J.Appl.Phys.33. 5078-5085 (1994)
[Publications] 石塚浩: "微小冷陰極で生成したビームの長距離伝搬" 電子通信学会技術研究報告-信学技報-. 94. 13-18 (1994)
[Publications] 石塚浩: "Formation and Diagnostics of Electron Beams for Micro-FELs" Nucl.Instr.Meth.A. (印刷中). (1995)

1994 Fiscal Year Annual Research Report

微小集積化冷陰極(マイクロエミッター)による高輝度電子ビームの生成

Principal Investigator

石塚 浩 福岡工業大学, 工学部, 教授 (50015517)

Research Products

[Publications] 石塚 浩: "Design Study of mm to nm Diameter Electron Beams for Submillimeter-Wave to X-Ray Free-Electron Lasers" Nucl.Instr.Meth.A. 331. 577-580 (1993)

[Publications] 石塚 浩: "マイクロエミッタの電子放出特性" 福岡工業大学エレクトロニクス研究所所報. 10. 51-57 (1993)

[Publications] 石塚 浩: "Ultrahigh-Brightness Microbeams:Considerations for Their Generation and Relevance to FEL" Proc.1993 Particle Accelerator Conference. 2. 1566-1568 (1994)

[Publications] 石塚 浩: "超高輝度マイクロビームのエミッタンス測定" 日本原子力研究所技報 JAERI-M. 94-047. 1-19 (1994)

[Publications] 石塚 浩: "Emittance Measurement of High-Brightness Microbeams" Jpn.J.Appl.Phys.33. 5078-5085 (1994)

[Publications] 石塚 浩: "微小冷陰極で生成したビームの長距離伝搬" 電子通信学会技術研究報告-信学技報-. 94. 13-18 (1994)

[Publications] 石塚 浩: "Formation and Diagnostics of Electron Beams for Micro-FELs" Nucl.Instr.Meth.A. (印刷中). (1995)

石塚浩福岡工業大学, 工学部, 教授 (50015517)

[Publications] 石塚浩: "Design Study of mm to nm Diameter Electron Beams for Submillimeter-Wave to X-Ray Free-Electron Lasers" Nucl.Instr.Meth.A. 331. 577-580 (1993)

[Publications] 石塚浩: "マイクロエミッタの電子放出特性" 福岡工業大学エレクトロニクス研究所所報. 10. 51-57 (1993)

[Publications] 石塚浩: "Ultrahigh-Brightness Microbeams:Considerations for Their Generation and Relevance to FEL" Proc.1993 Particle Accelerator Conference. 2. 1566-1568 (1994)

[Publications] 石塚浩: "超高輝度マイクロビームのエミッタンス測定" 日本原子力研究所技報 JAERI-M. 94-047. 1-19 (1994)

[Publications] 石塚浩: "Emittance Measurement of High-Brightness Microbeams" Jpn.J.Appl.Phys.33. 5078-5085 (1994)

[Publications] 石塚浩: "微小冷陰極で生成したビームの長距離伝搬" 電子通信学会技術研究報告-信学技報-. 94. 13-18 (1994)

[Publications] 石塚浩: "Formation and Diagnostics of Electron Beams for Micro-FELs" Nucl.Instr.Meth.A. (印刷中). (1995)