コヒーレント遷移放射を用いたテラヘルツ帯円偏光光源の開発

2014 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 24651099
• Research Institution: Kyoto University
• Principal Investigator: 高橋 俊晴 京都大学, 原子炉実験所, 准教授 (00273532)
• Project Period (FY): 2012-04-01 – 2015-03-31
• Keywords: 電子線型加速器 / 放射光 / 遷移放射 / コヒーレント / 円偏光

Outline of Annual Research Achievements

電子線型加速器で加速された相対論的短バンチ電子ビームから発生する大強度コヒーレント放射を光源として、テラヘルツ・サブテラヘルツ領域における制御可能な円偏光発生技術を開発した。可視領域では結晶水晶を用いたバビネ・ソレイユ補償板を用いて偏光制御するのが一般的であるが、波長の長いテラヘルツ帯では厚く大型になるため補償板を用いる方法は現実的ではなく、他の制御技術が待たれていた。円偏光または楕円偏光は、直交する2種類の直線偏光（水平偏光・垂直偏光）の位相差を制御することにより生成することができるが、本研究では格子の方向が直交する2枚のワイヤーグリッド偏光子を放射体として、直線偏光したコヒーレント遷移放射を発生させた。位相差については、新たに製作した遅延光学系を用いた位相精密制御装置により制御した。厳密な円偏光とするには水平偏光と垂直偏光の電場振幅が一致している必要があるが、コヒーレント遷移放射における形成層の長さを変えることにより放射強度を制御した。波長の選択は、回折格子型分光計を使用することにより制御可能とした。実験では波長2.3mmにセットし、円偏光解析には結晶水晶で製作したバビネ・ソレイユ補償板とワイヤーグリッド偏光子を用いた。その結果、遅延光学系により位相差を変化させることにより、楕円偏光の楕円率が変化し、位相差π/2および3π/2において円偏光が得られた。しかし位相差0、πでは完全な直線偏光とはならなかった。この原因は現在解析中であるが、真空チェンバー内の迷光によるものと推測される。
加速器を使用して実験できるマシンタイムが平成26年3月であったため、本年度の研究発表については該当がないが、現在論文の投稿準備を進めているところである。また本研究で開発したテラヘルツ帯円偏光発生装置は今後共同利用装置として提供し、光物性や生体関連物質の円二色性分光などに広く展開する予定である。