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発振型自由電子レーザーにおける非飽和増幅開拓による高強度テラヘルツ光発生

研究課題

研究課題/領域番号 15K13407
研究種目

挑戦的萌芽研究

配分区分基金
研究分野 量子ビーム科学
研究機関国立研究開発法人量子科学技術研究開発機構 (2018)
広島大学 (2016-2017)
大阪大学 (2015)

研究代表者

川瀬 啓悟  国立研究開発法人量子科学技術研究開発機構, 高崎量子応用研究所 東海量子ビーム応用研究センター, 主幹研究員(定常) (60455277)

研究分担者 松葉 俊哉  広島大学, 放射光科学研究センター, 助教 (00635477)
研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
3,250千円 (直接経費: 2,500千円、間接経費: 750千円)
2017年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2016年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
2015年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
キーワード自由電子レーザー / 加速器要素技術開発
研究成果の概要

発振型FELの増幅において、電子ビームバンチ列のエネルギーを途中で変えることにより飽和現象を回避できるかどうかを検討し、詳細に研究した。既存の数値計算コードに変更を加えてシミュレーションを実施した結果、指数関数的増幅の継続は困難であるが、大振幅領域において一定エネルギーによる増幅よりも早い増幅が可能であることがわかった。また、光共振器損失に関する詳細な実験研究も進めることで、飽和の定量的な評価に必要なパラメータの評価も合わせて研究を進めた。

研究成果の学術的意義や社会的意義

FELの増幅とその飽和を詳細に研究することで、指数関数的増幅の限界と電子ビームのエネルギーを変化させることによる大振幅領域での増幅率の改善の可能性を示すことができた。また、光共振器の損失について詳細に調査することで、共振器の固有モードにおける損失との差異があることがわかってきた。このことをより研究することで、FEL増幅メカニズムの詳細の理解とより高強度化への指針を示すことにつながる。

報告書

(5件)
  • 2018 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2017 実施状況報告書
  • 2016 実施状況報告書
  • 2015 実施状況報告書
  • 研究成果

    (18件)

すべて 2019 2018 2017 2016 2015

すべて 雑誌論文 (1件) (うち謝辞記載あり 1件) 学会発表 (17件) (うち国際学会 4件、 招待講演 1件)

  • [雑誌論文] 発振型自由電子レーザーの飽和についての考察2016

    • 著者名/発表者名
      川瀬 啓悟
    • 雑誌名

      第13回日本加速器学会年会プロシーディングス

      巻: - ページ: 1040-1043

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 謝辞記載あり
  • [学会発表] 大阪大学産業科学研究所テラヘルツ自由電子レーザー2019

    • 著者名/発表者名
      川瀬 啓悟
    • 学会等名
      日本物理学会 第74回年次大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 産研FELの基礎特性測定2019

    • 著者名/発表者名
      川瀬 啓悟
    • 学会等名
      平成30年度大阪大学産業科学研究所量子ビーム科学研究施設成果報告会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 産研FELのEOクロスコリレーション計測に関するフーリエ解析2019

    • 著者名/発表者名
      川瀬 啓悟
    • 学会等名
      第25回FELとHigh-power Radiation研究会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 産研FEL光共振器損失の評価2019

    • 著者名/発表者名
      川瀬 啓悟、加藤 龍好、磯山 悟朗
    • 学会等名
      第32回日本放射光学会年会・放射光科学合同シンポジウム
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 川瀬 啓悟、加藤 龍好、磯山 悟朗2018

    • 著者名/発表者名
      産研FEL光共振器の詳細評価
    • 学会等名
      第15回日本加速器学会年会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] FEL発振器におけるサブハーモニックバンチャーの振幅位相と光強度の関係について2018

    • 著者名/発表者名
      川瀬 啓悟
    • 学会等名
      日本物理学会第73回年次大会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] THz-FELのEOクロスコリレーション計測結果の解析2017

    • 著者名/発表者名
      川瀬 啓悟
    • 学会等名
      日本物理学会第72回年次大会
    • 発表場所
      大阪大学豊中キャンパス (大阪府・豊中市)
    • 年月日
      2017-03-17
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] Characteristics of THz-FEL at ISIR, Osaka University2017

    • 著者名/発表者名
      Keigo Kawase
    • 学会等名
      AFAD2017
    • 発表場所
      Institute of Mordern Physics, Lanzhou, China
    • 年月日
      2017-01-16
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 発振型自由電子レーザーの飽和についての考察2016

    • 著者名/発表者名
      川瀬 啓悟
    • 学会等名
      第13回日本加速器学会年会
    • 発表場所
      幕張メッセ、国際会議場(千葉県・千葉市)
    • 年月日
      2016-08-08
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] EOクロスコリレーションによるTHz-FELの時間構造評価2016

    • 著者名/発表者名
      川瀬 啓悟、入澤明典、藤本將輝、磯山悟朗
    • 学会等名
      日本物理学会第71回年次大会
    • 発表場所
      東北学院大学泉キャンパス (宮城県・仙台市)
    • 年月日
      2016-03-19
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] Status and Recent Progress of THz-FEL at ISIR2016

    • 著者名/発表者名
      Keigo Kawase
    • 学会等名
      AFAD2016
    • 発表場所
      京都大学宇治キャンパス (京都府・宇治市)
    • 年月日
      2016-02-01
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 産研THz-FELのEO計測2016

    • 著者名/発表者名
      川瀬 啓悟
    • 学会等名
      第22回FEL and High-Power Radiation研究会
    • 発表場所
      KEKつくばキャンパス (茨城県・つくば市)
    • 年月日
      2016-01-21
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] 阪大産研テラヘルツ自由電子レーザーの光源性能2016

    • 著者名/発表者名
      川瀬 啓悟、加藤龍好、入澤明典、藤本將輝、磯山悟朗
    • 学会等名
      第29回放射光年会。放射光科学合同シンポジウム
    • 発表場所
      柏の葉カンファレンスセンター (千葉県・柏市)
    • 年月日
      2016-01-09
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] Single Pulse Extraction from the THz-FEL Oscillator Using a Laser Activating Semiconductor Reflective Switch2015

    • 著者名/発表者名
      Keigo Kawase, Ryukou Kato, Akinori Irizawa, Masaki Fujimoto, Kazuya Furukawa, Kumiko Kubo, Goro Isoyama
    • 学会等名
      the 19th SANKEN International, the 14th SANKEN Nanotechnology Symposium, 3rd KANSAI Nanoscience and Nanotechnology, 11th Handai Nanoscience and Nanotechnology International Symposium
    • 発表場所
      大阪大学吹田キャンパス (大阪府・吹田市)
    • 年月日
      2015-12-07
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] EOクロスコリレーションを用いたTHz-FELの時間構造評価2015

    • 著者名/発表者名
      川瀬 啓悟
    • 学会等名
      平成27年度第2回量子ビーム科学研究施設研究会
    • 発表場所
      大阪大学産業科学研究所 (大阪府・茨木市)
    • 年月日
      2015-12-02
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] Single picosecond THz pulse extraction from the FEL macropulse using a laser activating semiconductor reflective switch2015

    • 著者名/発表者名
      Keigo Kawase, Ryukou Kato, Akinori Irizawa, Masaki Fujimoto, Kazuya Furukawa, Kumiko Kubo, Goro Isoyama
    • 学会等名
      37th International Free Electron Laser Conference (FEL 2015)
    • 発表場所
      Daejeon (Korea)
    • 年月日
      2015-08-23
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 電気光学サンプリングによるTHz-FELのミクロパルス時間構造測定2015

    • 著者名/発表者名
      川瀬啓悟、加藤龍好、入澤明典、藤本將輝、古川和弥、久保久美子、磯山悟朗
    • 学会等名
      第12回日本加速器学会年会
    • 発表場所
      プラザ萬象・あいあいプラザ (福井県・敦賀市)
    • 年月日
      2015-08-05
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書

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公開日: 2015-04-16   更新日: 2020-03-30  

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