可視チェレンコフ放射によるTHz帯コヒーレント放射の完全同期電場検出法の開発

2021 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 18K11919
• Research Institution: Kyoto University
• Principal Investigator: 高橋 俊晴 京都大学, 複合原子力科学研究所, 准教授 (00273532)
• Project Period (FY): 2018-04-01 – 2023-03-31
• Keywords: テラヘルツ / チェレンコフ放射 / 遷移放射 / EO検出

Outline of Annual Research Achievements

本研究の目的は、電子ライナックの短バンチ電子ビームから発生するサブテラヘルツ領域の大強度コヒーレント遷移放射の電場を、外部レーザーを使わず、同一バンチから発生する可視域チェレンコフ放射をプローブとして電気光学(EO)検出する技術を開発することである。令和3年度は、当初令和2年度の実施計画で予定していた研究計画を繰り越して実施する計画であった。すなわち、EO検出に使用する可視プローブ光とTHz-CTRの最適な放射体の組み合わせの検討を行い、EO検出装置の組み立て・製作を実施して、EO検出の実証実験として、EO検出電場と従来のボロメータ検出強度スペクトルの比較、及び光学定数が既知の物質を測定しEO検出の信頼性確認の実験を行う予定であり、上半期と下半期のそれぞれ2回のマシンタイムの配分を受けた。しかし、上半期は急遽ライナック施設で実施された照射室改修工事のためにマシンタイムがキャンセルになり、下半期も研究代表者が新型コロナウイルスに罹患したため実験を実施することができなかった。そこでライナックを用いた実験とは別に、可視域チェレンコフ放射の放射体として使用予定であった2種類のバンドパスフィルタ（中心波長405nm及び430nm）について、その光学特性を、ハロゲンランプを光源として、本事業で調達していた分光器（CT-10型）により測定し、バンドパスフィルタが想定していた光学特性を備えていることを確認することにより、放射体として使用できる見通しを立てることができた。

Current Status of Research Progress

4: Progress in research has been delayed.

Reason

本研究は京大複合研の電子ライナックを用いて行われることになっているため、マシンタイムの配分を受けなければならず、コロナ禍や施設の保全業務の影響を受け進捗が遅れている。

Strategy for Future Research Activity

令和4年度が最終年度であり、可視光チェレンコフ放射によるEO検出の実証実験を行う予定である。十分なビームタイムが配分されれば本研究は進展する見込みであるが、不十分な場合でも、今後に向け本研究の技術開発をブラッシュアップするための基礎データや、開発した装置をポンプ・プローブ分光にも使用可能にするための基礎データを取得できる見込みである。

Causes of Carryover

本研究は京大複合研ライナックを用いて行うが、上半期と下半期ともに配分されたマシンタイムがキャンセルになり、予定していた実験を行うことができず、実験結果に応じて購入品を決定する予定であった光学機器（可視光検出器等）を購入できなかったためである。次年度が最終年度となることから、実験結果を待たずに検出強度の概算から物品を決定し購入する計画である。