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ダイヤモンド検出素子を用いた放射光ビームのパルス・モード計測と伝送線路の耐熱化

研究課題

研究課題/領域番号 21K12530
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
研究機関公益財団法人高輝度光科学研究センター

研究代表者

青柳 秀樹  公益財団法人高輝度光科学研究センター, ビームライン技術推進室, 主幹研究員 (20416374)

研究期間 (年度) 2021-04-01 – 2024-03-31
研究課題ステータス 完了 (2023年度)
配分額 *注記
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2023年度: 390千円 (直接経費: 300千円、間接経費: 90千円)
2022年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2021年度: 2,600千円 (直接経費: 2,000千円、間接経費: 600千円)
キーワード光ビーム位置モニタ / パルス・モード計測 / マイクロストリップライン / 放射光ビームライン / ダイヤモンド・ヒートシンク / ダイヤモンド検出素子
研究開始時の研究の概要

大型放射光施設SPring-8 などの高輝度放射光ビームラインでは、検出素子が過酷な熱負荷に曝されるため、放射光ビームのパルス毎の位置計測は実現されていない。本研究では、ダイヤモンド半導体検出素子の電極をマイクロ・ストリップラインに成型した受光素子を新しく開発し、かつ、発生した単パルス信号を歪ませることなく超高真空容器の外に送信するパルス信号伝送路の耐熱性を向上させることにより、放射光ビームのパルス毎の位置計測を目指す。

研究成果の概要

大型放射光施設SPring-8の放射光ビームラインにおいて、パルス毎にビーム位置を正確に計測することが求められていた。しかし、パルスモード計測型光位置モニタの試作機では、十分な位置分解能が得られなかった。そこで、検出素子の形状に新しいアイデアを取り入れて、挿入光源ビームラインにての評価試験を実施した結果、目標の10ミクロン以下を達成した。また、大強度の放射光により生じる放出光電子の空間電荷効果の影響の問題が回避されていることを実証した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

大型放射光施設 SPring-8 などの高輝度放射光を供用する施設では、極短時間に進展する現象を時分割計測で解析する手法を用いた利用実験が活発に実施されている。しかし、高熱負荷・超高真空・非破壊の条件下で、放射光ビームの“光軸の変動”をパルス毎に正確に計測することは困難であった。本研究により、パルスモード計測型X線ビーム位置モニタを安定して動作させることが可能となった。

報告書

(4件)
  • 2023 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2022 実施状況報告書
  • 2021 実施状況報告書
  • 研究成果

    (4件)

すべて 2023 2022 2021

すべて 学会発表 (4件) (うち国際学会 1件)

  • [学会発表] SPring-8 における光位置モニタのフィリング・パターン変更による影響評価2023

    • 著者名/発表者名
      青柳秀樹、高橋直
    • 学会等名
      第20回 日本加速器学会年会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] Pulse-by-pulse photon beam position measurements at the SPring-8 undulator beamline2022

    • 著者名/発表者名
      H. Aoyagi, H. Osawa, K. Kobayashi, T. Fujita, S. Takahashi
    • 学会等名
      The 11th International Beam Instrumentation Conference 2022 (IBIC 2022)
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 放射光ビームラインにおけるパルス・モード計測型光位置モニタの評価2022

    • 著者名/発表者名
      青柳秀樹, 大沢仁志, 小林和生, 藤田貴弘, 高橋直
    • 学会等名
      第19回 日本加速器学会年会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] パルス・モード計測型光位置モニタの高分解能化に向けて2021

    • 著者名/発表者名
      青柳秀樹, 大沢仁志, 藤田貴弘, 高橋 直
    • 学会等名
      第18回 日本加速器学会年会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書

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公開日: 2021-04-28   更新日: 2025-01-30  

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