2001 Fiscal Year Annual Research Report
赤外自由電子レーザーの高性能化とそれを用いた光科学
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11NP0101
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| Research Institution | Tokyo University of Science |
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Principal Investigator |
黒田 晴雄 東京理科大学, 総合研究所, 教授 (00011479)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
太田 俊明 東京大学, 大学院・理学系研究科, 教授 (80011675)
中井 浩二 東京理科大学, 理工学部, 教授 (40028155)
豊田 浩一 東京理科大学, 基礎工学部, 教授 (20087472)
河田 聡 大阪大学, 大学院・工学系研究科, 教授 (30144439)
濱口 宏夫 東京大学, 大学院・理学系研究科, 教授 (00092297)
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| Keywords | 赤外自由電子レーザー / 短パルス・高出力レーザー / 線形加速器 / 赤外・遠赤外 / 多光子振動励起 / レーザー・アブレーション / レーザー同位体分離法 / 光技術 |
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| Research Abstract |
研究プロジェクトの基幹研究設備である中赤外自由電子レーザー装置(MIR-FEL)は平成12年秋に飽和発振を達成し、また、各種の光利用実験装置の製作やそれらの実験装置をFEL光ビームラインに設置する作業も平成12年度内に完了したので、放射線施設としての運転許可が文部科学省からおりるのを待って平成13年6月からMIR-FEL装置からのFEL光を用いる実験を正式にオープンし、以後、光利用実験に全力を注いだ。
光利用実験としては、気体分子の多光子解離実験、クラスターの光イオン化実験、溶液中における水素結合錯体の振動緩和過程の研究、赤外近接場走査顕微鏡法に関する研究、シリコンのレーザー同位体分離方法の研究など、研究プロジェクトで当初から計画してきた実験のほかに、FEL光の医学的応用の基礎となる実験も行った。光利用を正式にオープンするまでに実験設備の整備や予備実験が十分に完了していたので、急ピッチで研究成果をあげることができた。特にシリコンの同位体分離に関する実験では、作業物質を慎重に選択した結果、FEL光照射のみで^<28>Siの濃縮率を99%まであげることに成功するなど、将来の工業的応用に結びつくような研究成果をあげることができた。
上記のような光利用実験と並行して、MIR-FELのRFガンの改良、MIR-FEL装置運転のコンピューター化のためのハードウェアならびにソフトウェアの整備、FEL光ビームラインの改良、MIR-FELの光ミクロパルスとチタン・サファイア・レーザーの光パルスの同期を取る方法の開発など、MIR-FEL高性能化に関する研究を実施した。
300〜1000μmの波長帯の発振を目指した遠赤外自由電子レーザー装置(FIR-FEL)については、装置を構成する各部分の製作を完了した。FIR-FEL装置はMIR-FEL装置が設置されている加速器室内に後者と並べて設置するので、平成13年度末から約3ヶ月間MIR-FELの運転を停止してFIR-FEL装置の設置作業を行うことを予定している。
なお、平成14年1月30日〜2月2日に国際シンポジウム「赤外自由電子レーザーとその応用」を開催したが、国内外から約130名の研究者が参加した。
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[Publications] M.Yokoyama: "First lasing of KHI FEL device at the FEL-SUT"Nuclear Instruments & Methods in Physics Research. A475. 38 (2001)
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[Publications] F.Oda: "Performance of the thermionic RF gun injector for the LINAC-based IR free electron laser at the FEL-SUT"Nuclear Instruments & Methods in Physics Research. A475. 583 (2001)
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[Publications] A.V.Chernyshev: "Status of FEL-SUT Project, and the experimental setup for multi-photon dissociation and isotoue separation in the gaseous phase"Nuclear Instruments & Methods in Physics Research. A471. 76 (2001)
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[Publications] F.Oda: "Observation of theoretical power saturation by the KHI Electron Laser"Japanese Journal Applied Physics. 41. 414 (2002)
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[Publications] 黒田晴雄: "東京理科大学の赤外自由電子レーザー"日本放射光学会誌. 14. 175 (2001)
