定常テラヘルツ帯電子管のプラズマ科学的基礎研究

• 研究課題/領域番号: 21740394
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: プラズマ科学
• 研究機関: 金沢大学
• 研究代表者: 曽我 之秦 (曽我 之泰) 金沢大学, 数物科学系, 助教 (90525148)
• 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: 4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円); 2010年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円); 2009年度: 3,770千円 (直接経費: 2,900千円、間接経費: 870千円)
• キーワード: 後進波発振管 / 非中性プラズマ / テラヘルツ波 / 電子ビーム / 後進波発振管(BWO) / テラヘルツ光源

研究概要

2つの櫛を合わせた形状であるインターデジタル型の遅波回路を備えた発振周波数100GHzのBWOを設計し,荷電粒子シミュレーションを行った結果,周波数100GHz,出力700mWの電磁波発振を得た。これは,従来の同帯域BWOより5倍程度強い。これらのシミュレーション結果を踏まえ,40GHz帯と100GHz帯のプロトタイプBWOの製作に着手した。熱陰極方式の電子源を設計・製作し,電子ビームがネオジム永久磁石による一様磁場中を発振に必要な電流密度で精度良く走ることを確認した。

研究成果

• [雑誌論文] PARTICLE SIMULATION STUDY OF BACKGROUND WAVE OSCILLATOR USING CST STUDIO SUITE (2011)
  • 著者名/発表者名: Y.Soga
  • 雑誌名: 平成21年度NIFS共同研究「パルスパワー技術を用いた粒子ビームと高エネルギー密度プラズマ科学の最前線」研究会報告書 巻: (In press)
• [雑誌論文] Turbulence and structure formation associated with vortex dynamics innon-neutral plasma flow (2010)
  • 著者名/発表者名: Yasuhito Kiwamoto
  • 雑誌名: Plasma Fusion Research (in press)
  • 査読あり
• [学会発表] 100GHz後進波発振管に用いる電子銃の設計と評価 (2011)
  • 著者名/発表者名: 加藤真志, 曽我之泰, 他
  • 学会等名: 電気学会プラズマ研究会
  • 発表場所: 富山大学(富山県)
  • 年月日: 2011-05-28
• [学会発表] 100GHz帯Interdigital型BWOの開発 (2010)
  • 著者名/発表者名: 加藤真志,曽我之泰, 他
  • 学会等名: 研究会￠パルスパワー技術を基礎とするプラズマの物理とその応用￡
  • 発表場所: 核融合科学研究所(岐阜県)
  • 年月日: 2010-12-22
• [学会発表] 100GHz帯Interdigital型BWOの開発 (2010)
  • 著者名/発表者名: 加藤真志
  • 学会等名: 平成22年度NIFS共同研究「パルスパワー技術を基礎とするプラズマの物理とその応用」研究会
  • 発表場所: 核融合科学研究所(岐阜)
  • 年月日: 2010-12-22
• [学会発表] 電子プラズマトラップの構築 (2010)
  • 著者名/発表者名: 三村徹也
  • 学会等名: 2010年度日本物理学会北陸支部定例学術講演会
  • 発表場所: 富山大学
  • 年月日: 2010-11-27
• [学会発表] 100GHz帯Interdigital型BWOの設計と製作 (2010)
  • 著者名/発表者名: 加藤真志, 三村徹也, 加藤泰禎, 金古岳史, 曽我之泰, 吉田光宏
  • 学会等名: 2010年日本物理学会秋季大会
  • 発表場所: 大阪府立大学(大阪府)
  • 年月日: 2010-09-24
• [学会発表] 100GHz帯Interdigital型BWOの設計と製作 (2010)
  • 著者名/発表者名: 加藤真志
  • 学会等名: 2010年度物理学会秋季大会
  • 発表場所: 大阪府立大学
  • 年月日: 2010-09-24
• [学会発表] Particle simulation study of 96 GHz Interdigital BWO (2010)
  • 著者名/発表者名: Yukihiro Soga
  • 学会等名: The 3rd International Workshop on Far-Infrared Technologies 2010
  • 発表場所: University of Fukui(福井県)
  • 年月日: 2010-03-16
• [学会発表] Particle SimulationStudy of 100 GHz Interdigital BWO (2010)
  • 著者名/発表者名: Yukihiro Soga, et al.
  • 学会等名: The 3rd International Workshop on Far InfraredTechnologies 2010
  • 発表場所: Universityof Fukui, (Fukui, Japan)
• [学会発表] ホロー状電子ビームを用いた螺旋構造BWOの出力特性 (2009)
  • 著者名/発表者名: 加藤真志
  • 学会等名: 日本物理学会北陸支部定例学術講演会
  • 発表場所: 金沢大学(石川県)
  • 年月日: 2009-12-05
• [学会発表] CST Studio Suite を用いた後進波発振管のシミュレーション (2009)
  • 著者名/発表者名: 曽我之泰, 他
  • 学会等名: 平成21年度核融合科学研究所共同研究形式研究会「パルスパワー技術を用いた粒子ビームと高エネルギー密度プラズマ科学の最前線」
  • 発表場所: 核融合科学研究所(岐阜県)
  • 年月日: 2009-11-20
• [学会発表] CST Studio Suiteを用いた後進波発振管のシミュレーション (2009)
  • 著者名/発表者名: 曽我之泰
  • 学会等名: 「パルスパワー技術を用いた粒子ビームと高エネルギー密度プラズマ科学の最前線」研究会
  • 発表場所: 核融合科学研究所(岐阜県)
  • 年月日: 2009-11-20