干渉効果を用いた共振器型自由電子レーザーの狭帯化

2010 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 21656017
• Research Institution: Kyoto University
• Principal Investigator: 大垣 英明 京都大学, 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、前年度に判明したビームスプリッタ表面での光のロスを補填する必要性から、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に設置するための光共振器の最適化を行った。
具体的には
(1) 共振器からのレーザー取り出しのためのカップリングホールについて、現在の直径2.0mmから1.0mmへ変更する事で、5.7μmのFEL発振において、取り出し出力が80%程度に低下するもののゲインが9%ほど上昇する事が分かった。
(2) ミラー曲率の検討のために共振器の安定化パラメータgの最適化を行い、0.75での最適解を得た。更にビームウェスト位置の最適化を行い、ミラーの曲率を上流側2946mm、下流側2456mmを得た。
(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を行い、光回折による損失計算に関し、より柔軟な取り扱いが可能となった。

Research Products

• [Journal Article] Research Activities on a MIR-FEL and Table-Top THz Generation in Kyoto University (2010)
  • Author(s): H.Ohgaki, T.Kii, K.Masuda, M.A.Bakr, K.Higashimura, R.Kimjo, K.Yoshida, S.Ueda, T.Sonobe
  • Journal Title: Journal of the Korean Physical Society Volume: 57-2 Pages: 344-348
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] FEL beamline for wide tunable range and beam sharing system at Kyoto University (2010)
  • Author(s): Bakr M., Yoshida K., Higashimura K., Ueda S., Kinjo R., Zen H., Sonobe T., Kii T., Masuda K., Ohgaki H.
  • Journal Title: AIP Conference Proceedings Volume: 1214 Pages: 45-47
  • Peer Reviewed
• [Presentation] アンジュレータアップグレードに向けたKU-FELの再設計と性能予測 (2011)
  • Author(s): 上田智史, 石田啓一, 大垣英明, 木村尚樹, 高崎将人, 吉田恭平, 崔龍雲, Mahmoud Omer, Mahmoud A.Bakr, 金城良太, 園部太郎, 増田開, 紀井俊輝
  • Organizer: 原子力学会 年会
  • Place of Presentation: Fukui, Japan
  • Year and Date: 2011-03-30
• [Presentation] Present Status of Installing 1.8m Undulator for KU-FEL (2010)
  • Author(s): S.Ueda, K.Ishida, N.Kimura, M.Takasaki, K.Yoshida, Y.W.Choi, M.A.Bakr, T.Sonobe, T.Kii, K.Masuda, H.Ohgaki
  • Organizer: 原子力学会秋の年会
  • Place of Presentation: Hokkaido, Japan
  • Year and Date: 2010-09-15
• [Presentation] Optimization Design of Optical Cavity for Upgrading of KU-FEL (2010)
  • Author(s): Satoshi Ueda, Toshiteru Kii, Keiichi Ishida, Naoki Kimura, Kyohei Yoshida, Masato Takasaki, Ryota Kinjo, Choi Yong Woon, Mahmoud.Bakr, Taro Sonobe, KaiMasuda, Hideaki Ohgaki
  • Organizer: 日本加速器学会 年会
  • Place of Presentation: Himeji, Japan
  • Year and Date: 2010-08-05
• [Presentation] STATUS OF THE MIR FEL FACILITY IN KYOTO UNIVERSITY (2010)
  • Author(s): Toshiteru Kii, Mahmoud Abdel Aziem Bakr, Yong-Woon Choi, Ryota Kinjo, Masato Takasaki, Satoshi Ueda, Kyohei Yoshida, TaroSonobe, Kai Masuda, Hideaki Ohgaki
  • Organizer: International Particle Accelerator Conference 2010
  • Place of Presentation: Kyoto, Japan
  • Year and Date: 2010-05-25