2008 Fiscal Year Annual Research Report
次世代X線・γ線光源用電子銃における電子パルス波形整形による超高輝度ビームの生成
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20360424
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| Research Institution | Japan Atomic Energy Agency |
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Principal Investigator |
羽島 良一 Japan Atomic Energy Agency, 量子ビーム応用研究部門, グループリーダー (30218432)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
永井 良治 独立行政法人日本原子力研究開発機構, 量子ビーム応用研究部門, 研究副主幹 (40354906)
西森 信行 独立行政法人日本原子力研究開発機構, 量子ビーム応用研究部門, 研究副主幹 (60354908)
飯島 北斗 独立行政法人日本原子力研究開発機構, 量子ビーム応用研究部門, 任期付研究員 (90361534)
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| Keywords | 放射線、X線、粒子線 / 量子ビーム / 半導体物性 / 電子源 / 次世代光源 |
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| Research Abstract |
エネルギー回収型リニアックに代表される先進電子加速器を用いた次世代X線・γ線光源の輝度、強度は電子源の性能(エミッタンス)に大きく依存する。われわれは、光陰極型DC電子銃において、電子ビームエミッタンスを格段に小さくする(輝度を大きくする)技術として電子パルスの波形整形に注目し、本研究課題においてその実現を目指している。
本年度は、(1)既存の250kV電子銃において発生した電子パルスの時間波形を測定するための偏向RF空洞の整備、(2)高輝度電子測定用スクリーンモニタの確立、(3)非線形光学結晶を用いたレーザーパルス時間波形整形の実証、(4)半導体光陰極における光励起キャリア寿命測定を行うためのポンプ・プローブ実験装置の立ち上げを行った。
(1)では、空洞の内導体の加工、周波数チューナー、入力カップラーの製作を行い、所定の周波数で十分なQ値を得て、ハイパワーテストまで完了した。5-20ピコ秒の電子パルスの時間波形が測定できる性能を得た。
(2)では、0.1mm厚のYAG:Ceスクリーンを用いて250kV電子ビームの空間分布測定を行った。スクリーン表面にAlを蒸着することで、電荷集中による破壊を防止できることを確認した。なお、空間分解能は40μm程度と見積もられている。
(3)では、YVO4結晶(複屈折結晶)を用いて、直線偏光したTi:Sapレーザーのパルスから、時間遅延をもった二つのパルスを生成した。厚さの異なる複数の結晶を直列に挿入することで、擬似的に矩形波形(高輝度電子発生に適している)を生成できる見通しを得た。
(4)では、既存のフェムト秒Ti:Sapレーザーを中心としたポンプ・プローブ実験装置を組み立て、ポンプ・プローブ信号の取得を試みた。信号が微弱なために、チョッパーとロックインアンプの追加が必要であることがわかった。これについては、次年度以降に引きつぐ。
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