2016 Fiscal Year Annual Research Report
増倍率２万倍の自発的共鳴型・レーザー光発振蓄積空洞による高強度ガンマ線源の実現
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25246039
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| Research Institution | High Energy Accelerator Research Organization |
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Principal Investigator |
大森 恒彦 大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構, 素粒子原子核研究所, 講師 (80185389)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
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, 助教 (40509783)
高橋 徹 広島大学, 先端物質科学研究科, 准教授 (50253050)
鷲尾 方一 早稲田大学, 理工学術院, 教授 (70158608)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | ガンマ線 / 偏極粒子源 / 偏極陽電子源 / X線 / 国際リニアコライダー |
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| Outline of Annual Research Achievements |
H27 年度は CW で19 万倍という非常な高増倍率の空洞を完成させた。この空洞は19 万倍という高増倍率にもかかわらず一切のフィードバック制御は不要であり、外乱にも極めて強く、自発共鳴・発振というコンセプトの正しさを証明した。この空洞の特性を詳しく調べ、理論モデルとの詳細な比較を行い、論文にまとめ投稿し、H28 年度はそれが受理され出版された（Feedback-free optical cavity with self-resonating mechanism, Y. Uesugi et al., APL Photonics, May 2016, 1, 026103）。
パルス化に関しては、H27 年度に引き続き実用機よりも10倍程度長くした空洞を用いてパルス化の研究を進た。実用機よりも一桁長い空洞を開発したのは、光路一周とその中に入る空洞の長さの比が小さな方がパルス化が容易になる事がわかったからである。このシステムでは光路一周と空洞長との比が整数である必要がある。この比を実測する方法は H27 年度に開発したが、本年度はさらにその精度を高めた。この空洞を用いてH27年度よりもさらに高い増倍率に進んだ。増倍率 100 まで高めた。ただし長い空洞を機械的に安定に保つ事は困難であり、また加速器への組み込みとビーム同期のためには短い空洞長が必要である事から短い空洞に移行した。空洞長を実用機と同じ長さにまで短くしたシステムでのパルス化の研究を行い、それに成功した。ここでは機械的に安定で、かつ真空対応の空洞を用いた。これは高増倍率達成のためと、後日の加速器組み込みのためである。ただし達成できた増倍率はまだ低い。また発振の安定性が不十分であった。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
空洞長を実用機と同じ長さにまで短くたシステムでの自発共鳴・発振には成功したが、そのシステムでは十分に高い増倍率の発振にまで到達できなかった。また発振の安定性が不十分であった。
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| Strategy for Future Research Activity |
高出力化の研究に進む。CW での高出力化研究とパルスでの高出力化研究を並行して行う。高出力化のためには高増倍率化、アンプの高出力化、高出力に耐えるミラーの選定が重要になる。CWでは既に高増倍率化を達成しているので、これをベースにアンプの高出力化、高出力に耐えるミラーの研究を進める。これと並行してパルスでの高増倍率化の研究を行う。高増倍率を狙うために十分な機械的安定性を備えた空洞が必要である。空洞長を実用機と同じ長さにまで短くたシステムでは長い空洞に比べて機械的安定性を得やすい。この利点を生かして高増倍率化を進める。パルスでの高増倍率化ができたところで、CW での高出力化の研究成果と合わせてパルスでの高出力システムを完成させる。また発振の安定性を高める。
完成した高出力システムを加速器に組み込み、電子とレーザーの衝突実験へと進む。
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