新しい手法による大強度・高効率コヒーレント光源の開発

• 研究課題/領域番号: 24651102
• 研究種目: 挑戦的萌芽研究
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 量子ビーム科学
• 研究機関: 大阪大学
• 研究代表者: 磯山 悟朗 大阪大学, 産業科学研究所, 教授 (80125989)
• 研究分担者: 加藤 龍好 大阪大学, 産業科学研究所, 准教授 (20273708) ; 川瀬 啓悟 大阪大学, 産業科学研究所, 助授 (60455277) ; 入澤 明典 大阪大学, 産業科学研究所, 助授 (90362756)
• 研究期間 (年度): 2012-04-01 – 2015-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2014年度)
• 配分額: 4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円); 2013年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円); 2012年度: 2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円)
• キーワード: 量子ビーム / 光源技術 / 加速器 / 高性能レーザー / 放射光 / コヒーレント放射 / 自由電子レーザー

研究成果の概要

自由電子レーザーは、電子ビームの持つ運動エネルギーを直接レーザー光に変換するが、その変換効率は高くない。加速器で発生する電子ビームが磁場で曲げられるとバンチと同程度の波長をもつ強いコヒーレント放射が発生するが、1ミリ以下のバンチ発生は難しい。本研究は、自由電子レーザーを短い電子バンチの発生機とし大強度単色コヒーレント光を発生する新しい手法の開発を目指した。実験に使用する自由電子レーザーで電子ビームのエネルギー分布を測定したところ、予想以上にエネルギー広がりが大きいことが分かった。自由電子レーザーで発生するバンチは一様磁場中では消滅すると考えられるため、特殊な磁場を用いる必要がある。

研究成果

• [雑誌論文] Grid pulser for an electron gun with a thermionic cathode for the high-power operation of a terahertz free-electron laser (2015)
  • 著者名/発表者名: S. Suemine, K. Kawase, N. Sugimoto, S. Kashiwagi, K. Furukawa, R. Kato, A. Irizawa, M. Fujimoto, H. Ohsumi, M. Yaguchi, S. Funakoshi, R. Tsutsumi, K. Kubo, A. Tokuchi, G. Isoyama
  • 雑誌名: Nucl. Instr. Meth. A 巻: 773 ページ: 97-103
  • DOI: 10.1016/j.nima.2014.10.071
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [学会発表] 産研 THz-FEL の現状 (2014)
  • 著者名/発表者名: 川瀬啓悟、加藤龍好、入澤明典、藤本將輝、矢口雅貴、船越壮亮、堤亮太、磯山悟朗
  • 学会等名: 第21回 FELとHigh-Power Radiation 研究会
  • 発表場所: 大阪大学産業科学研究所講堂（大阪府茨木市）
  • 年月日: 2014-12-11 – 2014-12-12
• [学会発表] High Power Operation of the THz FEL at ISIR, Osaka University (2014)
  • 著者名/発表者名: K. Kawase, M. Fujimoto, S. Funakoshi, K. Furukawa, A. Irizawa, G. Isoyama, R. Kato, K. Kubo, K. Miyazaki, S. Suemine, A. Tokuchi, R. Tsutsumi, M. Yaguchi
  • 学会等名: 36th International Free Electron Laser Conference
  • 発表場所: バーゼル（スイス）
  • 年月日: 2014-08-25 – 2014-08-29
• [学会発表] 高強度テラヘルツＦＥＬの時間形状と波長スペクトルの発展 (2014)
  • 著者名/発表者名: 加藤龍好, 川瀬啓悟, 入澤明典, 藤本將輝, 矢口雅貴, 船越壮亮, 堤 亮太, 宮崎数磨, 磯山悟朗, 柏木 茂, 山本 樹
  • 学会等名: 第11回日本加速器学会年会
  • 発表場所: リンクステーションホール青森（青森県青森市）
  • 年月日: 2014-08-08 – 2014-08-12