2000 Fiscal Year Annual Research Report
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10440075
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| Research Institution | OSAKA UNIVERSITY |
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Principal Investigator |
磯山 悟朗 大阪大学, 産業科学研究所, 教授 (80125989)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
加藤 龍好 大阪大学, 産業科学研究所, 助教授 (20273708)
奥田 修一 大阪大学, 産業科学研究所, 講師 (00142175)
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| Keywords | SASE / FEL / 遠赤外 / ライナック / 単一通過 / 高増幅率 |
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| Research Abstract |
自由電子レーザー(FEL)の一種であるSASE(Self-Amplified Spontaneous Emission)は、反射鏡を使わないFELであるので、真空紫外から軟X線やX線に至る短波長領域のコヒーレント光発生の有力な手法として期待されている。本研究では、ピーク電流が3kAを超える大強度単バンチ電子ビームを加速することが出来る阪大産研のLバンド電子ライナックを用いて遠赤外領域でSASE-FELの基礎研究を行った。
電子ビームの特性測定と期待される性能評価を1次元モデルを用いて行った後、SASEの発生と特性測定を本格的に行った。エネルギー11^〜18MeVの単バンチ電子ビームが、周期長6cmで周期数32のアンジュレーターを通過する時に放射する強い光を、アンジュレーターのK値や単バンチ電子ビームの電荷量の関数として測定た。光強度の絶対値とK値依存性がSASEの1次元モデルの予測と良く一致することから、観測した強い光がSASEによるものと結論した。本年度は、SASEの波長スペクトルの測定を中心に実験研究を進めた。
回折格子分光器を用いてSASEの分光測定を行うには、強い光を安定して発生させる必要が有る。SASE強度と安定性は、電子銃の特性とライナックの運転状態に強く依存する。電子銃のグリッドパルサーと収束要素の改良により、より輝度の高い電子ビームが得られるようになった。数分から数時間の周期で変動するライナックの運転状態の原因を調査し、主な要素がRFの発生装置が納められているクライストロン室の温度変化であることが分かった。長時間変動の影響を避けるために、データー処理系の改良を行い、より短時間で波長スペクトルを測定できるようにした。これらに加えて光輸送路の改良を行った結果、100^〜200μmの波長領域ででSASEの波長スペクトルを初めて測定した。基本波のスペクトル幅は、1次元モデルの予言と良く一致した。さらに、波長が基本波の半分である2次高調波のピークを観測した。これは、理論的な研究で予言され注目されていたSASE高調波の最初の実験的観測である。
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[Publications] R.Kato: "Basic study of self-amplified spontaneous emission in the infrared region with the L-band linac at Osaka University"Nucl.Instr.Meth.. A445. 164-168 (2000)
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[Publications] R.Kato: "Lasing at 150μm wavelengthg and measurement of the characteristics of the free electron laser at ISIR, Osaka University"Nucl.Instr.Meth.. A445. 169-172 (2000)
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[Publications] R.A.V.Kumar: "Proposed far-infrared FEL amplifier experiment at ISIR, Osaka University"Proc.of the 21^<st> International FEL Conference, August 23-26, 1999.. II-15-II-16 (2000)
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[Publications] R.Kato: "Study on self-amplified spontaneous emission in the far-infrared region at ISIR, Osaka Univesity"Proc.of 4th Asian Symp.on FELs and Korea-Russia Joint Seminar on High-Power FELs,KAERI,June 8-10,1999,Taejon,Korea. 78-83 (2000)
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[Publications] R.Kato: "Development of the infrared free electron laser at ISIR, Osaka University and oscillation experiments beyond 100μm"Proc.of 4th Asian Symp.on FELs and Korea-Russia Joint Seminar on High-Power FELs,KAERI,June 8-10,1999,Taejon,Korea. 107-112 (2000)
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[Publications] R.Kato: "Observation of SASE spectra in the wavelength region from infrared to submillimeter wavelength"Proc.the 25^<th> Linear Acclerator Meeting in Japan, Himeji, Japan. 59-61 (2000)
