2005 Fiscal Year Annual Research Report
微小電子ビーム陰極を用いた小型遠赤外チエレンコフFELの開発
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15360195
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| Research Institution | Osaka Sangyo University |
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Principal Investigator |
綱脇 惠章 大阪産業大学, 工学部, 教授 (90030056)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
草場 光博 大阪産業大学, 工学部, 助教授 (70268283)
山本 幸男 大阪産業大学, 工学部, 教授 (80093475)
浅川 誠 関西大学, 工学部, 助教授 (30280704)
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| Keywords | free electron laser / Cherenkov / electron beam / micro-emitter / carbon nanotube / far-infared |
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| Research Abstract |
遠赤外線は光と電波の境界に位置する電磁波であり、THz光としても注目され、いろいろな発生技術や応用研究がなされつつある。自由電子レーザー(FEL)も有力なTHz光発生装置の一つである。
我々はカーボンナノチューブ(CNT)や電解放出電子銃アレイ(FEA)を微小電子ビーム源として用い、誘電体表面近くにそれらからの電子ビームを走らせ、チェレンコフ効果による放射光を利用し、通常の実験室でも使用できるコンパクトFELについての基礎を確立することを目指して研究を行っている。
チェレンコフFELを実現するには、(1)微小電子ビーム源の開発、(2)電子ビーム収束系及び伝搬系の開発、(3)各種誘電体の分光特性測定による複素屈折率の評価、(4)その導波路の開発、などがある。昨年度に引き続きこれらの研究を本年度も並行して行った。その結果(1)では、新たに波長の異なる紫外レーザーを用いてカーボンナノチューブ(CNT)生成を行い、波長が短くなる程、直径の大きい単層CNTが生成されることがラマン分光より明らかとなった。このCNTをW針先端に取り付けた電子ビーム陰極を開発した。一方半導体Spindt陰極を用い1mAの電流を10Hzの繰り返しで得て、当初の目的とする電流値を達成した。(2)このSpindt陰極を無冷媒超伝導磁石の中に取り付け、電子ビーム伝搬実験を行い、シミュレーション結果を参考にしながら収束系を検討し、その製作を行った。(3)種々の不純物濃度を持つSi結晶の遠赤外領域での光学定数測定を、干渉分光法で位相情報をも得て、開発したコードを用いて、複素屈折率を評価した。期待した精度で顕著な差を見出すことはできず、測定法をさらに検討する必要がある。また最近THz域での高屈折率を有するとして開発された有機材料についても、その複屈折率の評価を行っているところである。(4)本研究では導波路の開発が最も遅れており、Si板を層状にした構造の導波路を設計し、その特性を調べているところである。
装置全体はほぼ完成し、超伝導磁石内での電子ビーム伝搬実験も定常的に行えるようになった。さらに精密に電子ビームのハンドリングが行えるようにし、Si導波路を装填してチェレンコフ放射光発生実験に進む予定である。
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Research Products
(3 results)
