テラヘルツ波のパルス蓄積による高強度化に関する研究

• 研究課題/領域番号: 16K17539
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 量子ビーム科学
• 研究機関: 日本大学
• 研究代表者: 境 武志 日本大学, 理工学部, 助手 (20409147)
• 研究期間 (年度): 2016-04-01 – 2018-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2017年度)
• 配分額: 2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円); 2017年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円); 2016年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
• キーワード: 高強度テラヘルツ波光源 / コヒーレント遷移放射 / コヒーレントエッジ放射 / コヒーレントシンクロトロン放射 / 電子線形加速器 / コヒーレントX線 / 自由電子レーザー / 高強度テラヘルツ波 / 加速器 / パラメトリックX線

研究成果の概要

電子線形加速器を用いたX線ビームラインにおいて、1ps程度まで短バンチ化した100MeV電子ビームによるテラヘルツ波帯コヒーレント遷移放射、偏向電磁石からのコヒーレントエッジ放射を用いた。大気中水蒸気の影響が大きく、乾燥窒素置換測定系を用いても帯域全体にわたり吸収の影響が残っており、出力パワーはマクロパルスあたり、CTRは1mJ、CERは0.2mJ程度得られた。しかしビーム条件を変えることで減衰の影響を無視した状態では数mJの出力が得られる可能性があることが確認できた。ドライエアーによる超乾燥空気置換、または真空チェンバーを用いた光学系全体の真空中構築など改善する必要があることがわかった。

研究成果

• [雑誌論文] Millijoule terahertz coherent transition radiation at LEBRA (2017)
  • 著者名/発表者名: Norihiro Sei, Hiroshi Ogawa, Takeshi Sakai, Ken Hayakawa, Toshinari Tanaka, Yasushi Hayakawa, Kyoko Nogami
  • 雑誌名: Japanese Journal of Applied Physics 巻: 56 号: 3 ページ: 032401-032401
  • DOI: 10.7567/jjap.56.032401
  • NAID: 210000147466
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Development of the High Power Terahertz Light Sources at LEBRA Linac in Nihon University (2017)
  • 著者名/発表者名: T. Sakai, K. Hayakawa, Y. Hayakawa, K. Nogami, T. Tanaka, H. Ogawa, N. Sei
  • 雑誌名: Proceedings of the 8th International Particle Accelerator Conference 巻: 1 ページ: 1437-1439
  • DOI: 10.18429/JACoW-IPAC2017-TUPAB049
  • オープンアクセス
• [雑誌論文] Measurement of Electron-Bunch Length Using Coherent Radiation in Infrared Free-Electron Laser Facilities (2017)
  • 著者名/発表者名: N. Sei, H. Ogawa, K. Hayakawa, Y. Hayakawa, K. Nogami, T. Sakai, T. Tanaka, H. Ohgaki, H. Zen
  • 雑誌名: Proceedings of the 8th International Particle Accelerator Conference 巻: 1 ページ: 288-291
  • DOI: 10.18429/JACoW-IPAC2017-MOPAB073
  • オープンアクセス
• [雑誌論文] Project of the superposing beamline for parametric X-ray radiation and coherent transition radiation in THz region at LEBRA (2016)
  • 著者名/発表者名: Y Hayakawa, K Hayakawa, M Inagaki, T Kaneda, K Nakao, K Nogami, T Sakae, T Sakai, N Sei, Y Takahashi, T Tanaka
  • 雑誌名: Journal of Physics: Conference Series 巻: 732 ページ: 012013-012013
  • DOI: 10.1088/1742-6596/732/1/012013
  • 査読あり / オープンアクセス
• [学会発表] Project of an intense terahertz-wave source based on coherent Cherenkov radiation matched to circle plane wave (2018)
  • 著者名/発表者名: N. Sei, T. Sakai, T. Tanaka, Y. Hayakawa, Y. Sumitomo, Y. Takahashi, K. Hayakawa, K. Nogami
  • 学会等名: 43rd International Conference on Infrared, Millimeter and Terahertz Waves (IRMMW THz-2018)
  • 国際学会
• [学会発表] High Power Coherent Terahertz Wave Sources at LEBRA Linac in Nihon University (2018)
  • 著者名/発表者名: T. Sakai, N. Sei, T Tanaka, Y. Hayakawa, Y. Sumitomo, K. Hayakawa, K. Nogami and H. Ogawa
  • 学会等名: 43rd International Conference on Infrared, Millimeter and Terahertz Waves (IRMMW THz-2018)
  • 国際学会
• [学会発表] Development and Application of Terahertz Sources at LEBRA Linac in Nihon University (2018)
  • 著者名/発表者名: T. Sakai, N. Sei, T. Tanaka, Y. Hayakawa, Y. Sumitomo, K. Nogami, K. Hayakawa and H. Ogawa
  • 学会等名: 日本物理学会第73回年次大会
• [学会発表] Study of coherent edge radiation for the measurement of the bunch length in an electron bunch (2018)
  • 著者名/発表者名: N. Sei, H. Ogawa, T. Tanaka, Y. Hayakawa, T. Sakai, Y. Sumitomo, Y. Takahashi, K, Hayakawa, K. Nogami, H. Zen, H. Ohgaki
  • 学会等名: 日本物理学会第73回年次大会
• [学会発表] 日本大学電子線利用研究施設における高強度テラヘルツ光源開発 (2018)
  • 著者名/発表者名: 境武志、田中俊成、早川恭史、住友洋介、早川建、髙橋由美子、野上杏子、清紀弘、小川博嗣
  • 学会等名: 第31回放射光学会、放射光科学合同シンポジウム
• [学会発表] 赤外自由電子レーザー施設におけるコヒーレント放射を用いた電子ミクロパルスのバンチ長の観測 (2018)
  • 著者名/発表者名: 清紀弘、小川博嗣、全炳俊、大垣英明、田中俊成、早川恭史、境武志、住友洋介、髙橋由美子、早川建、野上杏子
  • 学会等名: 第31回放射光学会、放射光科学合同シンポジウム
• [学会発表] 日本大学LEBRAにおけるテラヘルツ波光源の研究開発 (2017)
  • 著者名/発表者名: 境武志，田中俊成，早川恭史，早川建，野上杏子，清紀弘，小川博嗣
  • 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, 大阪府吹田市
  • 年月日: 2017-03-17
• [学会発表] 日本大学LEBRA電子線形加速器を用いたテラヘルツ波光源の研究開発 (2017)
  • 著者名/発表者名: 境武志，田中俊成，早川恭史，早川建，野上杏子，清紀弘，小川博嗣
  • 学会等名: 第30回日本放射光学会年会・放射光科学合同シンポジウム
  • 発表場所: 神戸芸術センター, 兵庫県神戸市
  • 年月日: 2017-01-07
• [学会発表] 日本大学電子線利用研究施設(LEBRA)の現状 (2017)
  • 著者名/発表者名: 早川恭史，境武志
  • 学会等名: 第30回日本放射光学会年会・放射光科学合同シンポジウム
  • 発表場所: 神戸芸術センター, 兵庫県神戸市
  • 年月日: 2017-01-07
• [学会発表] 赤外自由電子レーザー施設におけるコヒーレント放射を用いた電子バンチ長評価の研究 (2017)
  • 著者名/発表者名: 清紀弘，小川博嗣，田中俊成，早川恭史，境武志，早川建，野上杏子，全炳俊，大垣英明
  • 学会等名: 第30回日本放射光学会年会・放射光科学合同シンポジウム
  • 発表場所: 神戸芸術センター, 兵庫県神戸市
  • 年月日: 2017-01-07
• [学会発表] Measurement of Electron-bunch Length Using Coherent Radiation in Infrared Free-electron Laser Facilities (2017)
  • 著者名/発表者名: N. Sei, H. Ogawa, T. Tanaka, Y. Hayakawa, T. Sakai, K. Hayakawa, K. Nogami, H. Ohgaki, H. Zen
  • 学会等名: 8th International Particle Accelerator Conference（IPAC2017）
  • 国際学会
• [学会発表] Development of the High Power Terahertz Light Sources at LEBRA Linac in Nihon University (2017)
  • 著者名/発表者名: T. Sakai, T. Tanaka, Y. Hayakawa, K. Hayakawa, K. Nogami, N. Sei, H. Ogawa
  • 学会等名: 8th International Particle Accelerator Conference（IPAC2017）
  • 国際学会
• [学会発表] Research and development of the high power THz light sources at LEBRA in Nihon University (2017)
  • 著者名/発表者名: Takeshi Sakai, Toshinari Tanaka, Yasushi Hayakawa, Yoske Sumitomo, Ken Hayakawa, Kyoko Nogami, Norihiro Sei, Hiroshi Ogawa
  • 学会等名: 第14回日本加速器学会年会
• [学会発表] Status of electron linac and light source at LEBRA in Nihon University (2017)
  • 著者名/発表者名: Kyoko Nogami, Ken Hayakawa, Toshinari Tanaka, Yasushi Hayakawa, Takeshi Sakai, Yoske Sumitomo, Isamu Sato, Norihiro Sei, Hiroshi Ogawa, Atsushi Enomoto, Satoshi Ohsawa, Shigeki Fukuda, Tetsuo Shidara, Kazuro Furukawa, Shinichiro Michizono, Kimichika Tsuchiya, Mitsuhiro Yoshida, Takakazu Shintomi, Shigeru Yamamoto
  • 学会等名: 第14回日本加速器学会年会
• [学会発表] Research and Development of Terahertz Sources at LEBRA in Nihon University (2017)
  • 著者名/発表者名: T. Sakai, N. Sei, T. Tanaka, Y. Hayakawa, Y. Sumitomo, K. Nogami, K. Hayakawa and H. Ogawa
  • 学会等名: 日本物理学会第72回年次大会
• [学会発表] 日本大学LEBRA電子線形加速器を用いたテラヘルツ波光源の研究開発 (2017)
  • 著者名/発表者名: 境 武志、田中 俊成、早川 恭史、早川 建、野上 杏子、清 紀弘、小川 博嗣
  • 学会等名: 第30回放射光学会年会・放射光科学合同シンポジウム
• [学会発表] 赤外自由電子レーザー施設におけるコヒーレント放射を用いた電子バンチ長評価の研究 (2017)
  • 著者名/発表者名: 清 紀弘、小川 博嗣、田中俊成、早川恭史、境武志、早川建、野上杏子
  • 学会等名: 第30回放射光学会年会・放射光科学合同シンポジウム
• [学会発表] 日大LEBRA-PXRビームラインにおけるTHz波-X線ビーム重畳システムの開発 (2016)
  • 著者名/発表者名: 早川 恭史，早川 建，中尾 圭佐，野上 杏子，境 武志，清 紀弘，田中 俊成
  • 学会等名: 第13回加速器学会
  • 発表場所: 幕張メッセ、千葉県千葉市
  • 年月日: 2016-08-08