Development of a laser-cooling system for a low emittance electron storage ring

2021 Fiscal Year Annual Research 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, 准教授 (40509783)
• Project Period (FY): 2018-06-29 – 2022-03-31
• Keywords: レーザー / 光共振器 / 電子ビーム

Outline of Annual Research Achievements

蓄積リング型放射光源加速器において、より低エミッタンスのビームを実現し、回折限界のX線を発生するには、従来の放射冷却に加えて、異なる原理のビーム冷却機構を導入する必要がある。本研究では電子ビームによるレーザー光のコンプトン散乱を利用するレーザー冷却の実現可能性を検討する。これに必要な大強度レーザーを実現するための光蓄積装置の開発を行っている。
光蓄積共振器にレーザー光を入力し、共振器内部で大強度のレーザー光を実現する装置である。レーザー光源およびその増幅部と共振器を一体化した、自発共鳴型の新しいシステムを開発している。とくに、大強度増幅を可能にするフォトニック結晶ファイバ増幅器を組み込んで動作させた点が、これまでの低出力試験からの進展である。大強度化の際に必要となる真空装置に光共振器を設置し、自発共鳴動作を確立した。
フォトニック結晶ファイバ増幅器は、大強度増幅の最終段として機能するが、その前段に小出力から増幅するプリアンプを設置する2段階の増幅システムにするほうが、システムの動作レンジを拡大できると考えられる。このために、半導体増幅器の試験も行った。