2019 Fiscal Year Annual Research Report
Development of High Intensity Laser-Electron Photon beam for high precision hadron physics
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17H02892
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
中野 貴志 大阪大学, 核物理研究センター, 教授 (80212091)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
清水 肇 東北大学, 電子光理学研究センター, 名誉教授 (20178982)
村松 憲仁 東北大学, 電子光理学研究センター, 准教授 (40397766)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | レーザー電子光 / ハドロン物理学 / パルスレーザー / レーザー同期 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
レーザー電子光ビームの高輝度化のためには、従来は、もっぱら入射レーザーの総出力の増強という方法が取られて来たが、熱負荷による光学系の歪みによる効率低下の問題があり、さらに高価な大強度レーザーを複数台用意する必要から生じる費用面の問題があった。
本研究では、蓄積電子ビーム軌道にやみくもにレーザー光を打ち込むのではなく、電子ビームバンチが
逆コンプトン散乱領域（レーザービーム径が最小になる領域）に入ってくるタイミングを見計らって、レーザーを照射する。これによりレーザーの空打ちが減り逆コンプトン散乱が起こる頻度が増すので、レーザーの出力を抑えつつレーザー電子光ビーム強度を格段に増加させることができる。
本研究で用いるレーザー発振器では、タイミング制御された光増幅を実現するためレーザ媒質に対して外部より励起を行い反転分布を形成する。定常的に外部パルスが入射されている場合、増幅過程による放出と励起が釣り合うが、入射パルスが途切れると、放出過程がなくなり反転分布密度が過剰に高くなり非常に高い利得を持つ。この状況で、パルスが入ってくると高い利得によって光学部品のダメージ閾値以上に増幅されて装置を損傷させる。そこで、本研究では、パルスが途切れたことを検出して反転分布密度が高くならないように制御を行うレーザー同期システムを開発した。これにより、増幅度を抑制することなく高い出力でレーザー発振器を運用することが可能となった。SPring-8のレーザー電子光ビームラインで高繰り返し・高出力による実験を行ったところ、同じ出力の非同期レーザーの数倍の強度のレーザー電子光ビームが長時間安定に生成されることが確認された。
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| Research Progress Status |
令和元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 |
令和元年度が最終年度であるため、記入しない。
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Research Products
(1 results)
