干渉効果を用いた共振器型自由電子レーザーの狭帯化

2009 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 21656017
• Research Institution: Kyoto University
• Principal Investigator: 大垣 英明 Kyoto University, エネルギー理工学研究所, 教授 (10335226)
• Keywords: 自由電子レーザー / 光共振器 / 計算コード / アンジュレータ / 干渉計

Research Abstract

本研究は、加速器からの高エネルギー電子ビームを用いた中赤外域自由電子レーザーの狭帯化法として、光の干渉性を利用した手法を研究するとともに、ビームスプリッタを用いた、中赤外域自由電子レーザー光の新しい取り出し法を試みるものである。当該年度においては、1)エネルギー理工学研究所に既存の共振器型中赤外自由電子レーザー(KU-FEL)の光共振器に、出し入れ可能なビームスプリッタを設置して干渉計の形成の準備を行った。また、本研究の推進の結果、ビームスプリッタ表面での光のロスが重要であり、実験的には更なるFEL増幅率が必要になる事が判明した。この対応のため、2)KU-FEL装置の光共振器に、日本原子力研究開発研究機構で使用していた、周期33mmで周期数52、K値1.5～0.1のアンジュレータを譲り受け、これをKU-FELに設置可能なように整備を行った。このアンジュレータの中赤外自由電子レーザー装置への本格的導入は、平成22年度に行う予定である。また3)数値計算による手法の確立を目指し、当研究グループで開発した、共振器型FELの増幅・発振に関する計算コードの拡張行った。更に4)新たに導入するアンジュレータを用いた場合のFELの特性について、本計算コードを用いて数値計算を行った。この結果、約2倍の増幅率の増加と1%を切るレーザー線幅が得られる事が分かった。なお、光共振器の光学系に関しては、まだ最適化が行われておらず、引き続き数値計算を行い、光学系の最適化を行って行く予定であり、更なるレーザー光の高性能化が期待される。

Research Products

• [Journal Article] Lasing of MIR-FEL and Construction of User Beamline at KYOTO UNIVERSITY (2009)
  • Author(s): M.A.Bakr, K.Higashimura, T.Kii, R.Kinjo, K.Masuda, H.Ohgaki, T.Sonobe, K.Yoshida, H.Zen, Y.U.Jeong
  • Journal Title: Proceedings of Particle Accelerator Conference 2009
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Status of the MIR-FEL Facility in Kyoto University (2009)
  • Author(s): H.Ohgaki, T.Kii, K.Masuda, M.A.Bakr, K.Higashimura, R.Kinjo, K.Yoshida, S.Ueda T.Sonobe, H.Zen, Y.U.Jeong
  • Journal Title: Proceedings of 31st International Free Electron Laser Conference Pages: 572-575
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] MIR-FEL Gain Saturation at Kyoto University (2009)
  • Author(s): M.A.BAKR, Heishun ZEN, Keisuke HIGASHIMURA, Kyouhei YOSHIDA, Ryota KINJO, Taro SONOBE, Toshiteru KII, Kai MASUDA, Hideaki OHGAKI
  • Journal Title: Proceedings of World Renewable Energy Conference Pages: 605-609
• [Presentation] Wavelength Tunability at KU-FEL (2010)
  • Author(s): M.A.Bakr, K.Higashimura, S.Ueda, K.Yoshida, R.Kinjo, Y.W.Choi, T.Sonobe, T.Kii, K.Masuda, H.Ohgaki
  • Organizer: 日本原子力学会2010年秋の年会
  • Place of Presentation: 茨城大学、水戸
  • Year and Date: 2010-03-27
• [Presentation] The Present status and Future upgrade of KU-FEL (2010)
  • Author(s): M.A.Bakr, T.Kii, R.Kinjo, K.Higashimura, K.Masuda, H.Ohgaki, T.Sonobe, S.Ueda, K.Yoshida, Y.W.Choi, H.Zen
  • Organizer: International and commemorative symposium in establishing the Applied Laser Technology
  • Place of Presentation: アクアトム、福井
  • Year and Date: 2010-02-17
• [Presentation] Development of MIR-FEL and THz radiation at IAE, Kyoto University (2009)
  • Author(s): Hideaki Ohgaki, Toshiteru Kii, Kai Masuda, Mahmoud A.Bakr, Keisuke Higashimura, Ryota Kinjo, Kyouhei Yoshida, Satoshi Ueda, Taro Sonobe
  • Organizer: 7th Eco-Energy and Materials Science and Engineering Symposium
  • Place of Presentation: Changmai, Thailand
  • Year and Date: 2009-11-19
• [Presentation] Research Activities on MIR-FEL and Table Top THZ Generation in Kyoto University (2009)
  • Author(s): H.Ohgaki
  • Organizer: The 16th International Symposium on Laser Spectroscopy
  • Place of Presentation: Daejong, Korea
  • Year and Date: 2009-11-13
• [Presentation] Characterization of MIR-FEL at Kyoto University User Station (2009)
  • Author(s): M.A.Bakr, T.Kii, R.Kinjo, K.Higashimura, K.Masuda, H.Ohgaki, T.Sonobe, S.Ueda, K.Yoshida, Y.W.Choi, H.Zen
  • Organizer: 日本原子力学会2009年秋の年会
  • Place of Presentation: 東北大学、仙台
  • Year and Date: 2009-09-16
• [Presentation] FEL Beamline for Wide Tunable Range and Sharing System at Kyoto University (2009)
  • Author(s): M.A.Bakr, K.Yoshida, K.Higashimura, S.Ueda, M.A.Takasaki, R.Kinjo, H.Zen, T.Sonobe, T.Kii, K.Masuda, H.Ohgaki
  • Organizer: 5th International Workshop on Infrared Microscopy and Spectroscopy with Accelerator Based Sources
  • Place of Presentation: Banff, Canada
  • Year and Date: 2009-09-13