2018 Fiscal Year Annual Research Report
Study of free-electron laser operation using intense coherent edge radiation in the terahertz region
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16H03912
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| Research Institution | National Institute of Advanced Industrial Science and Technology |
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Principal Investigator |
清 紀弘 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 計量標準総合センター, 主任研究員 (20357312)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
境 武志 日本大学, 理工学部, 助教 (20409147)
田中 俊成 日本大学, 理工学部, 教授 (30155147)
小川 博嗣 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 計量標準総合センター, 主任研究員 (60356699)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | 量子ビーム計測 / コヒーレントエッジ放射 / 自由電子レーザー / テラヘルツ |
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| Outline of Annual Research Achievements |
日本大学量子科学研究所の電子線利用研究施設LEBRAにおいて、エッジ放射反射用真空容器に据え付けられた中空鏡を利用し、自由電子レーザー発振中のコヒーレントエッジ放射（CER）を観測した。中空鏡にはトロイダル鏡を採用し、光軸に垂直な平面内における波面の曲率が一様になるように改良した。Michelson干渉計を利用してCERスペクトルを測定し、自由電子レーザー発振強度が比較的高くなる加速管位相差の運転条件では、電子エネルギーに関わらずそのスペクトルが高周波数側にシフトしており、電子バンチ長が短くなることを確認した。また、バンチ長がスリッページ長と同程度であっても、光共振器の完全同期条件付近にて自由電子レーザー強度が最大になることが明らかになった。CER出力が高く、自由電子レーザーが発振しなくても観測できるため、自由電子レーザー調整用の加速器運転モニタにCERを活用している。
自由電子レーザーと電子バンチとの相互作用領域はスリッページ長程度に限られる。この領域にある電子は自由電子レーザーとエネルギーの授受を行うため電子バンチ波形に歪みを与え、CERスペクトルに変化をもたらす可能性がある。自由電子レーザー発振中のCERを測定したところ、発振していない時と比較して或る周波数領域にて増大する傾向があることが明らかになった。加速器不具合のため、ダイオード検波器によるCERのマクロパルス内変化の測定を日本大学では実施できなかった。しかし京都大学の協力得て、コヒーレントエッジ放射を利用したミクロパルスのバンチ長計測技術を完成させ、査読付き論文として報告した。
さらに、CERビームラインを赤外自由電子レーザービームラインに接続し、非放射線環境下にて近赤外自由電子レーザーとテラヘルツ帯CERを利用できるビーム輸送システムを完成させた。
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| Research Progress Status |
平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
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