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テラヘルツ領域におけるコヒーレント超放射過程解明

研究課題

研究課題/領域番号 20656014
研究種目

挑戦的萌芽研究

配分区分補助金
研究分野 応用光学・量子光工学
研究機関財団法人レーザー技術総合研究所

研究代表者

李 大治  財団法人レーザー技術総合研究所, レーザーエネルギー研究チーム, 研究員 (00373209)

研究期間 (年度) 2008 – 2010
研究課題ステータス 完了 (2010年度)
配分額 *注記
2,300千円 (直接経費: 2,300千円)
2010年度: 500千円 (直接経費: 500千円)
2009年度: 700千円 (直接経費: 700千円)
2008年度: 1,100千円 (直接経費: 1,100千円)
キーワードメタマテリアル / グレーティング / ブラッグ反射 / スミス・パーセル / 金属格子 / 超放射 / シミュレーション / 三次元シミュレーション / 側壁格子 / スミス・パセル / テェレンコフ
研究概要

従来の電子ビーム放射を用いた電磁波放射の手法に、今世紀になって新たに登場したメタマテリアルを導入し、従来の限界を打ち破るテラヘルツ放射源を開発する基礎研究を行う。メタマテリアルの導入によりスミス-パーセル放射などを用いた自由電子レーザーの発振条件を緩和するとともに、放射強度の増大を目指す。理論解析、計算機シミュレーション、負の屈折率メタマテリアルの表面、電磁波の特性を調べた。表面電磁波の位相速度、群速度、エネルギー伝播速度などの基本特性を解明する。周期構造体については、スミス-パーセル放射の特徴も解明した。特に、メタマテリアルの有効誘電率と有効透磁率が、放射特性にどのような影響を与えるかを系統的に調べた。
ブラッグ反射機構付きグレーティング放射装置を理論・シミュレーションで研究した。発振電流とブラッグ反射グレーティングの周期長さや周期数などとの依存性を解明した。超放射発生過程、放射強度とビーム電流の関係、出力とブラッグ反射機構の反射率などを調べた。ブラッグ反射機構の効果を明らかにすることができた。
スミス・パーセル実験専用の電子ビーム発生装置及びスミス・パーセル放射検出器を製作し設置した。現在、電子ビームの電流発生実験を進めており、これからスミス・パーセル実験を実施する。

報告書

(3件)
  • 2010 実績報告書
  • 2009 実績報告書
  • 2008 実績報告書
  • 研究成果

    (14件)

すべて 2011 2010 2009 2008 その他

すべて 雑誌論文 (6件) (うち査読あり 6件) 学会発表 (5件) 備考 (3件)

  • [雑誌論文] Smith-Purcell radiation from a grating of negative-index material2011

    • 著者名/発表者名
      D.Li, M.Hangyo, Z.Yang, et.al
    • 雑誌名

      Nucl.Instr.and Meth.A

      巻: 637 ページ: 135-137

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Improve growth rate of Smith-Purcell free-electron laser by Bragg reflector2011

    • 著者名/発表者名
      D.Li, Z.Yang, et.al
    • 雑誌名

      Applied Physics letters(Accepted)

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Output of super-radiant Smith-Purcell radiation : theoretical analysis2010

    • 著者名/発表者名
      D.Li, Z.Shi, Z.Yang, et.al.
    • 雑誌名

      Output of super-radiant Smith-Purcell radiation : theoretical analysis

      巻: 31 ページ: 1271-1277

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Nonlinear analysis of Cherenkov free-electron laser with double-slab structure2010

    • 著者名/発表者名
      D.Li, K.Imasaki, et.al.
    • 雑誌名

      Infrared Physics and Technology 53

      ページ: 204-207

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Analysis on the gain of a compact Cherenkov free-electronlaser2009

    • 著者名/発表者名
      D.Li, K.Imasaki, et.al.
    • 雑誌名

      Proceedings of FEL2009, Liverpool, UK

      ページ: 398-401

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Improvement of grating for Smith-Purcell device2008

    • 著者名/発表者名
      D. Li, K. Imasaki, et. al.
    • 雑誌名

      Terahertz science and technology Vol.1

      ページ: 230-238

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] メタマテリアルによるチェレンコフ自由電子レーザー研究2011

    • 著者名/発表者名
      李大治、今崎一夫
    • 学会等名
      レーザー学会第31回年次大会
    • 発表場所
      電気通信大学
    • 年月日
      2011-01-10
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] 二段グレーティングでのスミス・パーセル超放射2010

    • 著者名/発表者名
      李大治
    • 学会等名
      レーザー学会学術講演会第30回年次大会
    • 発表場所
      千里ライフサイエンスセンター(大阪府)
    • 年月日
      2010-02-02
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] スミス・パセル自由電子レーザー性能向上2009

    • 著者名/発表者名
      李大治
    • 学会等名
      応用物理学会
    • 発表場所
      つくば
    • 年月日
      2009-03-30
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] Smith-Purcell free-electron with sidewall grating2008

    • 著者名/発表者名
      D. Li
    • 学会等名
      30^<th> International free-electron laser conference
    • 発表場所
      慶州(韓国)
    • 年月日
      2008-08-24
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] Terahertz Cherenkov free-electron laser2008

    • 著者名/発表者名
      D. Li
    • 学会等名
      30^<th> International free-electron laser conference
    • 発表場所
      慶州(韓国)
    • 年月日
      2008-08-24
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [備考]

    • URL

      http://www.ilt.or.jp/

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [備考]

    • URL

      http://www.ilt.or.jp/

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [備考]

    • URL

      http://www.ilt.or.jp/

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書

URL: 

公開日: 2008-04-01   更新日: 2016-04-21  

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