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干渉効果を用いた共振器型自由電子レーザーの狭帯化

研究課題

研究課題/領域番号 21656017
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
研究機関京都大学

研究代表者

大垣 英明  京都大学, エネルギー理工学研究所, 教授 (10335226)

研究期間 (年度) 2009 – 2010
研究課題ステータス 完了 (2010年度)
配分額 *注記
3,200千円 (直接経費: 3,200千円)
2010年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
2009年度: 2,300千円 (直接経費: 2,300千円)
キーワード自由電子レーザー / 光共振器 / 計算コード / アンジュレータ / 干渉計
研究概要

本研究は、加速器からの高エネルギー電子ビームを用いた中赤外域自由電子レーザーの狭帯化法として、光の干渉性を利用した手法を研究するとともに、ビームスプリッタを用いた、中赤外域自由電子レーザー光の新しい取り出し法を試みるものである。当該年度においては、前年度に判明したビームスプリッタ表面での光のロスを補填する必要性から、KU-FEL装置の光共振器に、日本原子力研究開発研究機構で使用していた、周期33mmで周期数52、K値1.5~0.1のアンジュレータを譲り受け、これをKU-FELに設置するための光共振器の最適化を行った。
具体的には
(1) 共振器からのレーザー取り出しのためのカップリングホールについて、現在の直径2.0mmから1.0mmへ変更する事で、5.7μmのFEL発振において、取り出し出力が80%程度に低下するもののゲインが9%ほど上昇する事が分かった。
(2) ミラー曲率の検討のために共振器の安定化パラメータgの最適化を行い、0.75での最適解を得た。更にビームウェスト位置の最適化を行い、ミラーの曲率を上流側2946mm、下流側2456mmを得た。
(3) 数値計算による手法の確立を目指し、当研究グループで開発した、共振器型FELの増幅・発振に関する計算コードの拡張を行い、光回折による損失計算に関し、より柔軟な取り扱いが可能となった。

報告書

(2件)
  • 2010 実績報告書
  • 2009 実績報告書
  • 研究成果

    (15件)

すべて 2011 2010 2009

すべて 雑誌論文 (5件) (うち査読あり 4件) 学会発表 (10件)

  • [雑誌論文] Research Activities on a MIR-FEL and Table-Top THz Generation in Kyoto University2010

    • 著者名/発表者名
      H.Ohgaki, T.Kii, K.Masuda, M.A.Bakr, K.Higashimura, R.Kimjo, K.Yoshida, S.Ueda, T.Sonobe
    • 雑誌名

      Journal of the Korean Physical Society

      巻: 57-2 ページ: 344-348

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] FEL beamline for wide tunable range and beam sharing system at Kyoto University2010

    • 著者名/発表者名
      Bakr M., Yoshida K., Higashimura K., Ueda S., Kinjo R., Zen H., Sonobe T., Kii T., Masuda K., Ohgaki H.
    • 雑誌名

      AIP Conference Proceedings

      巻: 1214 ページ: 45-47

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Lasing of MIR-FEL and Construction of User Beamline at KYOTO UNIVERSITY2009

    • 著者名/発表者名
      M.A.Bakr, K.Higashimura, T.Kii, R.Kinjo, K.Masuda, H.Ohgaki, T.Sonobe, K.Yoshida, H.Zen, Y.U.Jeong
    • 雑誌名

      Proceedings of Particle Accelerator Conference 2009

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Status of the MIR-FEL Facility in Kyoto University2009

    • 著者名/発表者名
      H.Ohgaki, T.Kii, K.Masuda, M.A.Bakr, K.Higashimura, R.Kinjo, K.Yoshida, S.Ueda T.Sonobe, H.Zen, Y.U.Jeong
    • 雑誌名

      Proceedings of 31st International Free Electron Laser Conference

      ページ: 572-575

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] MIR-FEL Gain Saturation at Kyoto University2009

    • 著者名/発表者名
      M.A.BAKR, Heishun ZEN, Keisuke HIGASHIMURA, Kyouhei YOSHIDA, Ryota KINJO, Taro SONOBE, Toshiteru KII, Kai MASUDA, Hideaki OHGAKI
    • 雑誌名

      Proceedings of World Renewable Energy Conference

      ページ: 605-609

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] アンジュレータアップグレードに向けたKU-FELの再設計と性能予測2011

    • 著者名/発表者名
      上田智史, 石田啓一, 大垣英明, 木村尚樹, 高崎将人, 吉田恭平, 崔龍雲, Mahmoud Omer, Mahmoud A.Bakr, 金城良太, 園部太郎, 増田開, 紀井俊輝
    • 学会等名
      原子力学会 年会
    • 発表場所
      Fukui, Japan
    • 年月日
      2011-03-30
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] Present Status of Installing 1.8m Undulator for KU-FEL2010

    • 著者名/発表者名
      S.Ueda, K.Ishida, N.Kimura, M.Takasaki, K.Yoshida, Y.W.Choi, M.A.Bakr, T.Sonobe, T.Kii, K.Masuda, H.Ohgaki
    • 学会等名
      原子力学会秋の年会
    • 発表場所
      Hokkaido, Japan
    • 年月日
      2010-09-15
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] Optimization Design of Optical Cavity for Upgrading of KU-FEL2010

    • 著者名/発表者名
      Satoshi Ueda, Toshiteru Kii, Keiichi Ishida, Naoki Kimura, Kyohei Yoshida, Masato Takasaki, Ryota Kinjo, Choi Yong Woon, Mahmoud.Bakr, Taro Sonobe, KaiMasuda, Hideaki Ohgaki
    • 学会等名
      日本加速器学会 年会
    • 発表場所
      Himeji, Japan
    • 年月日
      2010-08-05
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] STATUS OF THE MIR FEL FACILITY IN KYOTO UNIVERSITY2010

    • 著者名/発表者名
      Toshiteru Kii, Mahmoud Abdel Aziem Bakr, Yong-Woon Choi, Ryota Kinjo, Masato Takasaki, Satoshi Ueda, Kyohei Yoshida, TaroSonobe, Kai Masuda, Hideaki Ohgaki
    • 学会等名
      International Particle Accelerator Conference 2010
    • 発表場所
      Kyoto, Japan
    • 年月日
      2010-05-25
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] Wavelength Tunability at KU-FEL2010

    • 著者名/発表者名
      M.A.Bakr, K.Higashimura, S.Ueda, K.Yoshida, R.Kinjo, Y.W.Choi, T.Sonobe, T.Kii, K.Masuda, H.Ohgaki
    • 学会等名
      日本原子力学会2010年秋の年会
    • 発表場所
      茨城大学、水戸
    • 年月日
      2010-03-27
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] The Present status and Future upgrade of KU-FEL2010

    • 著者名/発表者名
      M.A.Bakr, T.Kii, R.Kinjo, K.Higashimura, K.Masuda, H.Ohgaki, T.Sonobe, S.Ueda, K.Yoshida, Y.W.Choi, H.Zen
    • 学会等名
      International and commemorative symposium in establishing the Applied Laser Technology
    • 発表場所
      アクアトム、福井
    • 年月日
      2010-02-17
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] Development of MIR-FEL and THz radiation at IAE, Kyoto University2009

    • 著者名/発表者名
      Hideaki Ohgaki, Toshiteru Kii, Kai Masuda, Mahmoud A.Bakr, Keisuke Higashimura, Ryota Kinjo, Kyouhei Yoshida, Satoshi Ueda, Taro Sonobe
    • 学会等名
      7th Eco-Energy and Materials Science and Engineering Symposium
    • 発表場所
      Changmai, Thailand
    • 年月日
      2009-11-19
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] Research Activities on MIR-FEL and Table Top THZ Generation in Kyoto University2009

    • 著者名/発表者名
      H.Ohgaki
    • 学会等名
      The 16th International Symposium on Laser Spectroscopy
    • 発表場所
      Daejong, Korea
    • 年月日
      2009-11-13
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] Characterization of MIR-FEL at Kyoto University User Station2009

    • 著者名/発表者名
      M.A.Bakr, T.Kii, R.Kinjo, K.Higashimura, K.Masuda, H.Ohgaki, T.Sonobe, S.Ueda, K.Yoshida, Y.W.Choi, H.Zen
    • 学会等名
      日本原子力学会2009年秋の年会
    • 発表場所
      東北大学、仙台
    • 年月日
      2009-09-16
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] FEL Beamline for Wide Tunable Range and Sharing System at Kyoto University2009

    • 著者名/発表者名
      M.A.Bakr, K.Yoshida, K.Higashimura, S.Ueda, M.A.Takasaki, R.Kinjo, H.Zen, T.Sonobe, T.Kii, K.Masuda, H.Ohgaki
    • 学会等名
      5th International Workshop on Infrared Microscopy and Spectroscopy with Accelerator Based Sources
    • 発表場所
      Banff, Canada
    • 年月日
      2009-09-13
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書

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公開日: 2009-04-01   更新日: 2016-04-21  

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