2017 Fiscal Year Annual Research Report
Study on New THz Free Electron Laser Generation Scheme Using Ultra-short Electron Beam
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26706026
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
全 炳俊 京都大学, エネルギー理工学研究所, 助教 (80548371)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | THz放射 / 光陰極高周波電子銃 / バンチ圧縮 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
光陰極高周波電子銃から発生するエネルギー4.6MeVの電子バンチをシケインと呼ばれる4つの偏向電磁石を用いた磁気バンチ圧縮器を用いて短バンチ化し、アンジュレータと呼ばれる電子バンチを蛇行させる一対の磁石列からなる装置に入射し、コヒーレントアンジュレータ放射を発生させることに成功した。
発生させたコヒーレントアンジュレータ放射の絶対強度やスペクトル等の詳細な測定を行う為の測定系を新規に構築し、それらの測定を行った。その結果、周波数0.16THzにおいて最大強度約1.3μJ、スペクトル幅約10％の準単色コヒーレントTHz放射が発生できている事が確認された。電子バンチに含まれる電荷量（バンチ電荷）を変化させながら周波数0.16THzにおける放射強度の変化を測定したところ、バンチ電荷が80pCまではバンチ電荷の二乗にTHz放射強度が依存していたが、バンチ電荷80pC以上では徐々に二乗則から外れ、強度が飽和する現象が観測された。また、電子のバンチ電荷が60pCと比較的低い条件では、アンジュレータ磁石列の間隔を変化させることにより、蛇行振幅を変化させる事で、周波数0.16THzから0.65THzまでの間でTHz放射の周波数が可変である事が確認された。加えて、電子バンチ電荷が160pCと高い条件では周波数0.65THzの放射強度が大幅に減少する事が実験的に示された。
当初計画を変更し、上記の飽和現象や高周波数領域での強度低下の原因を調査するため、金属箔に電子バンチを入射した際に発生するコヒーレント遷移放射スペクトルの電子バンチ電荷量依存性を測定し、電荷量の増大に従い、空間電荷効果の影響で電子バンチ長が伸びている事が分かった。より大強度のTHz放射を低エネルギーの加速器で発生するためには、空間電荷効果によるバンチ伸長の抑制が重要であることが示唆された。
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| Research Progress Status |
29年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
29年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Causes of Carryover |
29年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
29年度が最終年度であるため、記入しない。
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