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組み合わせ速度集群法を用いた高ピーク強度準単色テラヘルツ光源の開発

研究課題

研究課題/領域番号 19K12631
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分80040:量子ビーム科学関連
研究機関日本大学

研究代表者

住友 洋介  日本大学, 理工学部, 助教 (70729243)

研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2022-03-31
研究課題ステータス 完了 (2021年度)
配分額 *注記
3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円)
2021年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2020年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2019年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
キーワードテラヘルツ光 / アンジュレーター放射 / コヒーレント放射 / 電子ビーム位相調整 / スピンオフ成果 / アンジュレータ放射 / アンジュレーター用ダクト変更 / 電子ビーム運転調整 / 光取り出し用真空チャンバー設置 / 線形加速器 / 光源開発 / テラヘルツ / アンジュレーター
研究開始時の研究の概要

近年大いに着目が高まり、急速に成長を遂げているテラヘルツ帯域光の分野において、既存の加速器を用いた高ピーク強度準単色テラヘルツ光源の基礎研究開発を行う。高ピーク強度光源は、性質変化を含む応用研究の飛躍的な促進に一役買うと期待される。高いピーク強度を実現するためには、放射位相が揃うコヒーレント放射を引き起こすのが良い。このための方法として、本研究では「組み合わせ速度集群法」を提案しその実証を行う。将来、ユーザー利用のための高ピーク強度テラヘルツ光源の拠点形成に繋げることを視野に入れ、本研究はその礎を築くものである。

研究成果の概要

新しい電子パルス圧縮法である「組み合わせ速度集群法」を提唱し、加速器光源の得意とする準単色、高ピーク強度、短時間幅パルス、波長連続可変の性質を兼ね備えたユニークな特徴を併せ持つテラヘルツ光源の開発を行い、有意な強度として測定することに成功している。また、本研究で得られた非線形増幅に関する知見を基に独創的な研究課題の開拓を行うに至っており、国際会議における招待講演などの評価を受けている。

研究成果の学術的意義や社会的意義

テラヘルツ領域の光科学は、近い将来での産業応用性の高さから先端科学として世界的に大きな着目を集めており、産業応用化にむけた黎明期であるといえる。近年の急速な発展はテラヘルツ光の使用難易度が低下したことが一因であるが、テラヘルツ光との相性の良さを活かした上で加速器が得意とするユニークな特徴を持つテラヘルツ光源開発をこの黎明期に行うことで、テラヘルツ科学の進展を先導する可能性を高めると期待される。

報告書

(4件)
  • 2021 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2020 実施状況報告書
  • 2019 実施状況報告書
  • 研究成果

    (8件)

すべて 2022 2021 2020

すべて 雑誌論文 (3件) (うちオープンアクセス 3件) 学会発表 (5件) (うち国際学会 3件、 招待講演 1件)

  • [雑誌論文] Toward THz Coherent Undulator Radiation Experiment with a Combination of Velocity Bunchings2021

    • 著者名/発表者名
      Yoske Sumitomo, Ken Hayakawa, Yasushi Hayakawa, Kyoko Nogami, Takeshi Sakai, Toshinari Tanaka
    • 雑誌名

      Proceedings of the 12th International Particle Accelerator Conference

      巻: IPAC2021 ページ: 1663-1665

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • オープンアクセス
  • [雑誌論文] 加速器とプラズマを用いた宇宙高速電波バースト現象への実験室的挑戦2021

    • 著者名/発表者名
      住友 洋介, 浅井 朋彦, 木坂 将太, 境 武志, 早川 恭史, 熊谷 紫麻見, 小林 大地, 関 太一, 稲垣 滋, 川中 宣太, 小口 治久, 清 紀弘
    • 雑誌名

      Proceedings of the 18th Annual Meeting of Particle Accelerator Society of Japan

      巻: PASJ2021 ページ: 404-407

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • オープンアクセス
  • [雑誌論文] 日大での準単色コヒーレントTHzアンジュレーター放射に向けた開発状況2020

    • 著者名/発表者名
      住友 洋介,境 武志,清 紀弘,早川 建,早川 恭史,黒澤 歩夢,野上 恭子,岡崎 大樹,田中 俊成
    • 雑誌名

      Proceedings of the 17th Annual Meeting of Particle Accelerator Society of Japan

      巻: - ページ: 428-431

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • オープンアクセス
  • [学会発表] A Laboratory Astrophysical Project Toward Understanding Mysterious Fast Radio Bursts2022

    • 著者名/発表者名
      Yoske Sumitomo, Tomohiko Asai, Shota Kisaka, Haruhisa Koguchi, Kazuhiro Kusaka, Ryotaro Yanagi, Yuma Onishi, Yasushi Hayakawa, Daichi Kobayashi, Shiomi Kumagai, Takeshi Sakai, Taichi Seki
    • 学会等名
      International Symposium on Space Technology and Science
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] An Experimental Challenge with Accelerator and Plasma to Astrophysical Fast Radio Bursts2021

    • 著者名/発表者名
      Yoske Sumitomo, Tomohiko Asai, Shota Kisaka, Yasushi Hayakawa, Shigeru Inagaki, Norita Kawanaka, Daichi Kobayashi, Haruhisa Koguchi, Shiomi Kumagai, Takeshi Sakai, Norihiro Sei, Taichi Seki
    • 学会等名
      Optics & Photonics International Congress 2021 / High Energy Density Sciences 2021
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Toward THz coherent undulator radiation experiment with a combination of velocity bunchings2021

    • 著者名/発表者名
      Yoske Sumitomo, Ken Hayakawa, Yasushi Hayakawa, Kyoko Nogami, Takeshi Sakai, Toshinari Tanaka
    • 学会等名
      International Particle Accelerator Conference 2021
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 加速器とプラズマを用いた宇宙高速電波バースト現象への実験室的挑戦2021

    • 著者名/発表者名
      住友洋介, 浅井朋彦, 木坂将太, 境武志, 早川恭史, 熊谷紫麻見, 小林大地, 関太一, 稲垣滋, 川中宣太, 小口治久, 清紀弘
    • 学会等名
      第18回日本加速器学会年会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 日大での準単色コヒーレントTHzアンジュレーター放射に向けた開発状況2020

    • 著者名/発表者名
      住友洋介
    • 学会等名
      第17回日本加速器学会年会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書

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公開日: 2019-04-18   更新日: 2023-01-30  

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