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遠赤外領域高出力光源としての波長可変ジャイロトロンの開発と遠赤外分光への応用

研究課題

研究課題/領域番号 12558045
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分展開研究
研究分野 プラズマ理工学
研究機関福井大学

研究代表者

出原 敏孝  福井大学, 遠赤外領域開発研究センター, 教授 (80020197)

研究分担者 光藤 誠太郎  福井大学, 遠赤外領域開発研究センター, 助教授 (60261517)
岡島 茂樹  中央大学, 工学部, 教授 (90113084)
小川 勇  福井大学, 工学部, 助教授 (90214014)
川端 一男  核融合科学研究所, 教授 (60109353)
立川 敏明  香川医科大学, 医学部, 教授 (00020206)
SABCHEVSKI S. P.  福井大学, 遠赤外領域開発研究センター, 助教授 (10313735)
研究期間 (年度) 2000 – 2002
研究課題ステータス 完了 (2002年度)
配分額 *注記
13,100千円 (直接経費: 13,100千円)
2002年度: 3,100千円 (直接経費: 3,100千円)
2001年度: 7,700千円 (直接経費: 7,700千円)
2000年度: 2,300千円 (直接経費: 2,300千円)
キーワードジャイロトロン / サブミリ波 / 遠赤外領域 / 高次高調波 / プラズマ散乱計測 / サブミリ波ESR / 永久磁石 / 波長可変 / 高調波動作 / 振幅変調 / 周波数変調 / 高安定化
研究概要

(1)17T超伝導マグネットを用いた337μmまで波長可変のサブミリ波ジャイロトロンの開発,17T超伝導マグネットを用いて,2次高調波動作を17Tの強磁場のももとで行うことによって,337μmまでの動作を実現した。
(2)1 テスラ永久磁石を用いた高次高調波ジャイロトロンの開発,大旋回半径電子ビームを用いた高次高調波で動作するジャイロトロンを1テスラ永久磁石を磁場系として製作した。3次,4次及び5次の高調波で動作させることに成功した。
(3)ジャイロトロン出力の周波数変調及び振幅変調,電子ビームの加速電圧を変化して相対論的効果による電子の質量の変化を利用して,周波数変調を,ジャイロトロンの陽極電圧を変化させ電子ビームの速度分布を変化させることによって,振幅変調を実現した。
(4)ジャイロトロンのCW動作による出力及び周波数の安定化,CW高電圧電源を用いて,サブミリ波ジャイロトロンのCW動作を行い,電源の出力電圧を安定化することにより,ジャイロトロンの出力安定度10^<-3>を達成した。また,電子ビームエネルギーのフェーズロック制御により,周波数の安定度3・10^<-9>を達成した。
(5)ジャイロトロン出力のガウシアン・モードへの変換と高効率伝送,ジャイロトロンの円形導波管出力をガウシアン・モードに変換する伝送システムを設計し,ジャイロトロンの多くの出力モードのバイガウシアン・モードによる伝送に成功した。
(6)サブミリ波帯プラズマ散乱計測装置の設計と製作,ジャイロトロン,アンテナ,準光学的回路素子を組み合わせて,サブミリ波帯で動作するプラズマ散乱計測装置を設計し製作した。核融合科学研究所のヘリカル装置CHS及びLHD,米国プリンストン大学のトカマク装置の密度揺動の計測を行うための検討を行った。
(7)ハイパワー・サブミリ波帯ESR装置の製作,サブミリ波帯で動作するジャイロトロンを光源とするESR装置を設計し,製作した。この装置を用いた計測を学内外の共同研究として実施した。特に,ジャイロトロンの高出力パルス出力によるESRエコーの研究等,未知の分野の開拓を行う計画を立案している。

報告書

(4件)
  • 2002 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 2001 実績報告書
  • 2000 実績報告書
  • 研究成果

    (133件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (133件)

  • [文献書誌] I.Ogawa 他: "Design of a quasi-optical system to convert TE_<On> mode outputs of a gyrotron into Gaussian beams"Int. J. Infrared and Millimeter Waves. 21,4. 577-592 (2000)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
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      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S.Mitsdo 他: "High power, frequency tunable, submillimeter wave ESR device using a gyrotron as a radiation source"Int. J. Infrared and Millimeter Waves. 21,8. 661-676 (2000)

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      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Tatsukawa 他: "Development of submillimeter wave catheter transmitting a gyrotron output for irradiation on living bodies"Int. J. Infrared and Millimeter Waves. 21,11. 1155-1167 (2000)

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      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S.Sabchevski 他: "Computer simulation of axis-encircling beams generated by an electron gun with a permanent magnet system"Int. J. Infrared and Millimeter Waves. 21. 1191-1209 (2000)

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      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] M.Glyavin 他: "Numerical analysis of weakly relativistic large orbit gyrotron with permanent magnet system"Int. J. Infrared and Millimeter Waves. 21. 1211-1221 (2000)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
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      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] I.Ogawa 他: "Design of a quasi-optical mode conversion system with variable output beam size"Int. J. of Electronics. 87,4. 457-467 (2000)

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      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Idehara 他: "Design of quasi-optical systems converting a gyrotron output into a Gaussian-like beam"Int. J. of Electronics. 87,7. 865-877 (2000)

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      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] I.Ogawa 他: "Design of a quasi-optical system with variable output beam size"Int. J. of Electronics. 87,9. 1095-1104 (2000)

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      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] I.Ogawa 他: "Design of a system converting an output radiation of frequency tunable gyrotron into a Gaussian beam"Int. J. of Electronics. 87,11. 1385-1400 (2000)

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      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S.Mitsudo 他: "ESR spectrometer using submillimeter wave gyrotron and pulsed high magnetic fields"Proc. of 4th Int. Conf. on Strong Microwave in Plasmas. 2. 751-756 (2000)

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      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Idehara 他: "Development of frequency tunable gyrotrons in millimeter to submillimeter wave range for plasma diagnostics"Proc. Of 10th Int. Toki Conf. on Plasma Phys. And Controlled Fusion (ITC-10)(J. Plasma Fusion Res, SERIES Vol.3). 407-410 (2000)

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      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 小川 勇 他: "サブミリ波ジャイロトロンの開発と応用"電子情報通信学会技術研究報告(電子デバイス)信学技報100,506. ED2000-2B. 51-56 (2000)

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      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] I.Ogawa 他: "Stabilization and modulation of the output power of submillimeter wave gyrotron"Fusion Eng. and Design. 53. 571-576 (2001)

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      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] M.Chiba 他: "High-field ESR study on anomalous nagnetization in CsFeCl_3"Physica. B294-295. 64-67 (2001)

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      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] I.Ogawa 他: "Stabilization and modulation of the output power of submillimeter wave gyrotron"Fusion Eng. and Design. 53. 571-576 (2001)

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      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S.Sabchevski 他: "Design of a large orbit gyrotron with a permanent magnet system"Vacuum. 62. 133-142 (2001)

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      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Idehara 他: "Gyrotron FU series-current status of development and applications"Vacuum. 62. 123-132 (2001)

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      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] V.L.Bratman 他: "Temporal dynamics of mode interaction in submillimeter wave second harmonic gyrotron"Int. J. Infrared and Millimeter Waves. 22. 1409-1420 (2001)

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      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Idehara 他: "Development of high power, frequency tunable, submillimeter wave sources-Gyrotron FU Series"Proc. of 13 th Int. Conf. on High Power Particle Beams (BEAMS 2000), Nagaoka, Japan June 25-30 (2000). 50-53

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      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S.Sabchevski 他: "Computer simulation of axis-encircling beams generated by electron gun with permanent magnet system"Proc. of 13 th Int. Conf. on High Power Particle Beams (BEAMS 2000), Nagaoka, Japan June 25-30 (2000). 889-892

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      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] I.Ogawa 他: "Design of a system for conversion of the output of frequency tunable gyrotron into a Gaussian beam"Proc. of 13 th Int. Conf. on High Power Particle Beams (BEAMS 2000), Nagaoka, Japan June 25-30 (2000). 1004-1007

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      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Idehara 他: "Design of weakly relativistic large-orbit gyrotron with permanent magnet system"Proc. of 13 th Int. Conf. on High Power Particle Beams (BEAMS 2000), Nagaoka, Japan June 25-30 (2000). 1008-1011

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      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] I.Ogawa 他: "Application of novel focusing mirrors gyrotron transmission lines"Int. J. Infrared and Millimeter Waves. 23. 1-19 (2002)

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      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] I.Ogawa 他: "A quasi-optical system for converting TE_<On> mode output of a gyrotron into Gaussian beams"Int. J. Infrared and Millimeter Waves. 23. 189-203 (2002)

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      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Hori 他: "Magnetic properties of hp13 type TFe_6Ge_6(T=Zr, Nb, Hf)alloys"Journal of Magnetism and Magnetic Materials. 226-230. 1076-1078 (2001)

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      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K.Kanazawa 他: "ESR study of Fe-SiO2 granular films"EPR in the 21st Century : Basic and Applications to Material, Life and Earth Sciences (Proc. Of the Third Asia Pacific EPR/ESR Symposium, Kobe, Japan, Oct.29-Nov.1,2001). 168-173 (2002)

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      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] M.Chiba 他: "Gyrotron ESR in CsFeCl3 up to 40 T"EPR in the 21st Century : Basic and Applications to Material, Life and Earth Sciences (Proc. Of the Third Asia Pacific EPR/ESR Symposium, Kobe, Japan, Oct.29-Nov.1,2001). 779-783 (2002)

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      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] M.Hata 他: "High Magnetic field ESR measurement of Acu2(PO4)2(A=Ba, Sr)"EPR in the 21st Century : Basic and Applications to Material, Life and Earth Sciences (Proc. Of the Third Asia Pacific EPR/ESR Symposium, Kobe, Japan, Oct.29-Nov.1,2001). 788-792 (2002)

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      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S.Mitsudo 他: "ESR spectrumeter using frequency tunable gyrotrons as a radiation source"EPR in the 21st Century : Basic and Applications to Material, Life and Earth Sciences (Proc. Of the Third Asia Pacific EPR/ESR Symposium, Kobe, Japan, Oct.29-Nov.1,2001). 813-817 (2002)

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      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Tatsukawa 他: "Submillimeter wave irradiation of living bodies using a gyrotron and a catheter"Jpn. J. Appl. Phys.. 41. 5486-5489 (2002)

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      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] M.Glyavin 他: "Development of a compact gyrotron system for microwave processing of materials"J. Jpn. Soc. Infrared Sci. and Tech.. 12. 60-64 (2002)

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      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S.Sabchevski 他: "Simulation of a high harmonic gyrotron with axis-encircling electron beam and permanent magnet"Int. J. Infrared and Millimeter Waves. 23,5. 675-692 (2002)

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      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Idehara 他: "Observation of mode patterns for high purity mode operation in the submillimeter wave gyrotron FU VA"Int. J. Infrared and Millimeter Waves. 23,9. 1287-1295 (2002)

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      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] R.Pavlichenko 他: "Design of the Collective Thomson Scattering Diagnostics for Large Helical Device Using a Quasi-Optical Frequency Tunable Gyrotron as a Radiation Source"Int. J. Infrared and Millimeter Waves. 23,12. 1683-1690 (2002)

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      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Idehara 他: "Observation of Frequency Down-shift in a Submillimeter Wave Gyrotron"Int. J. Infrared and Millimeter Waves. 24,2. 119-128 (2003)

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      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] V.Zapevalov 他: "Design of a Large Orbit Gyrotron with a Permanent Magnet System"Int. J. Infrared and Millimeter Waves. 24,3. 253-260 (2003)

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      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Idehara 他: "Development and applications of submillimeter wave gyrotrons Fukui University"Proc. of 26 th Int. Conf. on Infrared and Millimeter Waves (held in Toulouse, France, Sep.10-14,2001). 5-9-5-13 (2003)

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      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Idehara 他: "Modulations of amplitude and frequency in a submillimeter wave gyrotron (Gyrotron FU IV)"Proc. of 26 th Int. Conf. on Infrared and Millimeter Waves (held in Toulouse, France, Sep.10-14,2001). 5-220-5-223 (2003)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
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      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Idehara 他: "High qualificaion experiment of a submillimeter wave gyrotron operation by using a far-infrared molecular laser as a reference"Proc. of 26 th Int. Conf. on Infrared and Millimeter Waves (held in Toulouse, France, Sep.10-14,2001). 5-53-5-55 (2003)

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      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] I.Ogawa 他: "High stabilization of a output of a submillimeter wave gyrotron"Proc. of 26 th Int. Conf. on Infrared and Millimeter Waves (held in Toulouse, France, Sep.10-14,2001). 5-197-5-199 (2003)

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      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] I.Ogawa 他: "High purity mode operation of a gyrotron"Proc. of 26 th Int. Conf. on Infrared and Millimeter Waves (held in Toulouse, France, Sep.10-14,2001). 5-29-5-31 (2003)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
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      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] I.Ogawa 他: "A system converting an output of a gyrotron into a Gaussian beam"Proc. of 26 th Int. Conf. on Infrared and Millimeter Waves (held in Toulouse, France, Sep.10-14,2001). 5-200-5-202 (2003)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
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      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S.Mitsudo 他: "The use of a submillimeter wave gyrotron FU IVA in ESR spectrumeter"Proc. of 26 th Int. Conf. on Infrared and Millimeter Waves (held in Toulouse, France, Sep.10-14,2001). 5-168-5-170 (2003)

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      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Tatsukawa 他: "Submillimeter wave irradiation on living bodies through a catheter transmitter"Proc. of 26 th Int. Conf. on Infrared and Millimeter Waves (held in Toulouse, France, Sep.10-14,2001). 5-217-5-219 (2003)

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      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] R.Pavlichenko 他: "Design of the Collective Thomson Scattering Diagnostics for Large Helical Device Using a Quisi-Optical Frequency Tunable Gyrotron as a Radiation Source"J. Plasma and Fusion Research Series. 5. 193-196 (2003)

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      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] I.Ogawa 他: "High Quality Operation of a Submillimeter Wave Gyrotron for Plasma Diagnostics Application"J. Plasma and Fusion Research Series. 5. 205-209 (2003)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
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      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] M.Glyavin 他: "Influence of voltage fluctuations on gyrotron efficiency and stability"Int. J. Infrared Millimeter Waves. 24,4. 409-418 (2003)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
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      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] I.Ogawa 他: "Measurement of carrier parameters in InSb using Faraday rotation"Int. J. Infrared Millimeter Waves. 24,5. 651-660 (2003)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
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      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] I. Ogawa et al.: "Design of a quasi-optical system to convert TE_<0n> mode outputs of a gyrotron into Gaussian beams"Int. J. Infrared and Millimeter Waves. 21-4. 577-592 (2000)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
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      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S. Mitsudo et al.: "High power, frequency tunable, submillimeter wave ESR device using a gyrotron as a radiation source"Int. J. Infrared and Millimeter Waves. 21-8. 661-676 (2000)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
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      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T. Tatsukawa et al.: "Development of submillimeter wave catheter transmitting a gyrotron output for irradiation on living bodies"Int. J. Infrared and Millimeter Waves. 21. 1155-1167 (2000)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
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      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S. Sabchevski et al.: "Computer simulation of axis-encircling beams generated by an electron gun with a permanent magnet system"Int. J. Infrared and Millimeter Waves. 21. 1191-1209 (2000)

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      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] M. Glyavin et al.: "Numerical analysis of weakly relativistic large orbit gyrotron with permanent magnet system"Int. J. Infrared and Millimeter Waves. 21. 1211-1221 (2000)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
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      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] I. Ogawa et al.: "Design of a quasi-optical mode conversion system with variable output beam size"Int. J. of Electronics. 87-4. 457-467 (2000)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
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      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] I. Ogawa et al.: "Design of a quasi-optical systems converting a gyrotron output into a Gaussian-like beam"Int. J. of Electronics. 87-7. 865-877 (2000)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
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      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] I. Ogawa et al.: "Design of a quasi-optical system with variable output beam size"Int. J. of Electronics. 87-9. 1095-1104 (2000)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
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公開日: 2000-04-01   更新日: 2016-04-21  

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