極低エミッタンス電子蓄積リングにむけたレーザー冷却機構の開発

2019 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 18K18769
• Research Institution: High Energy Accelerator Research Organization
• Principal Investigator: 本田 洋介 大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構, 加速器研究施設, 助教 (40509783)
• Project Period (FY): 2018-06-29 – 2021-03-31
• Keywords: レーザー / 電子ビーム

Outline of Annual Research Achievements

将来の放射光源加速器の開発において、より低エミッタンスのビームを実現し、回折限界のX線を生成するには、新たなビーム冷却原理の導入が必要である。レーザー冷却の為の装置の開発を行っている。蓄積リングの電子ビームにレーザー光をコンプトン散乱させ、電子ビームの振動を減衰させる仕組みである。このためには、大平均強度のレーザー光が必要である。ファイバ増幅器と光共振器を組み合わせた、自発共鳴型のシステムを開発している。これまで、低出力用のシングルクラッドファイバ増幅器での開発実績があったが、本格的に高出力化するには、フォトニック結晶によるダブルクラッド増幅器への移行と、共振器の真空環境が必要である。本年度は、昨年度に製作した真空チェンバに共振器を設置するとともに、フォトニック結晶増幅器を構成したシステムを完成し、自発共鳴の動作の確認を行なった。

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

真空チェンバ内での光共振器の設置と、大出力用のフォトニック結晶ファイバ増幅器が完成し、順調に進展している。

Strategy for Future Research Activity

レーザーシステムのレイアウトが完成し、動作確認は完了した。引き続き、高出力化に向けて改良を続ける。大強度試験をするためには、真空中で共振器の各部の温度モニタ、システムの複数箇所のパワーモニタ、などの整備が必要である。そのうえで、増幅器の出力を段階的に上げていく。熱負荷による共振器の歪みによる強度限界を見極める。

Causes of Carryover

光学部品とフォトニック結晶ファイバについては、既存のものを使用することができた為、予算に余裕ができた。次年度の余裕分はモニタ装置の測定点を増やすなどに使用する。