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フェムト秒電子バンチの6D位相空間分布計測可能な単一ショット非破壊モニターの開発

研究課題

研究課題/領域番号 26246046
研究種目

基盤研究(A)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 量子ビーム科学
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

冨澤 宏光  公益財団法人高輝度光科学研究センター, XFEL利用研究推進室, 主幹研究員 (40344395)

研究分担者 南出 泰亜  国立研究開発法人理化学研究所, 光量子工学研究領域・テラヘルツ光源, チームリーダー (10322687)
谷内 努  公益財団法人高輝度光科学研究センター, 光源基盤部門, 主幹研究員 (60360822)
黒田 隆之助  国立研究開発法人産業技術総合研究所, 先端オペランド計測技術オープンイノベ, ラボチーム長 (70350428)
岡安 雄一  公益財団法人高輝度光科学研究センター, 光源基盤部門, 研究員 (90509910)
伊達 伸  公益財団法人高輝度光科学研究センター, 加速器部門, 主幹研究員 (10372145)
出羽 英紀  公益財団法人高輝度光科学研究センター, 加速器部門, 副主幹研究員 (20360836)
富樫 格  公益財団法人高輝度光科学研究センター, XFEL利用研究推進室, 研究員 (60415239)
増田 剛正  公益財団法人高輝度光科学研究センター, 制御・情報部門, 主幹研究員 (70463312)
小川 奏  国立研究開発法人理化学研究所, 放射光科学総合研究センター, 特別研究員 (80634352)
松原 伸一  公益財団法人高輝度光科学研究センター, XFEL利用研究推進室, 研究員 (90532135)
大和田 成起  国立研究開発法人理化学研究所, 放射光科学総合研究センター, 特別研究員 (90725962)
連携研究者 鈴木 伸介  (公財)高輝度光科学研究センター, 光源基盤部門・加速器機器グループ, 主幹研究員 (00416380)
柳田 謙一  (公財)高輝度光科学研究センター, 光源基盤部門・加速器機器グループ, 主幹研究員 (10529564)
野竹 孝志  国立研究開発法人理化学研究所, 光量子工学研究領域・テラヘルツ光源研究チーム, 特別研究員 (70413995)
平 義隆  国立研究開発法人産業技術総合研究所, 計測フロンティア研究部門, 研究員 (60635803)
松川 健  国立研究開発法人理化学研究所, 光量子工学研究領域・テラヘルツ光源研究チーム, 特別研究員 (60580876)
下崎 義人  (公財)高輝度光科学研究センター, 光源基盤部門・軌道解析モニターグループ, 研究員 (70463312)
深見 健司  (公財)高輝度光科学研究センター, 光源基盤部門・加速器機器グループ, 主幹研究員 (60463311)
清道 明男  (公財)高輝度光科学研究センター, 光源基盤部門・制御グループ, 研究員 (60373297)
研究協力者 小林 実  
研究期間 (年度) 2014-04-01 – 2018-03-31
研究課題ステータス 完了 (2017年度)
配分額 *注記
40,690千円 (直接経費: 31,300千円、間接経費: 9,390千円)
2017年度: 3,250千円 (直接経費: 2,500千円、間接経費: 750千円)
2016年度: 13,000千円 (直接経費: 10,000千円、間接経費: 3,000千円)
2015年度: 13,390千円 (直接経費: 10,300千円、間接経費: 3,090千円)
2014年度: 11,050千円 (直接経費: 8,500千円、間接経費: 2,550千円)
キーワードEOサンプリング / 有機EO結晶 / 全光学式タイミングシステム / 3次元バンチ形状モニター / シングルショット・フェムト秒バンチ計測 / EOサンプリングの空間多重化 / EOサンプリングの波長多重化 / 電荷モーメント / 3次元バンチ形状モニター / フェムト秒バンチ計測 / XFEL / 量子ビーム / 応用光学・量子光工学 / テラヘルツ/赤外材料・素子 / 加速器 / 計測工学
研究成果の概要

3D-EOサンプリング(EOS)計測要素を試験加速器の直線部と分散部にも設置し、電子バンチの6D位相空間分布計測の原理検証を行った。3D-EOSの空間多重化に成功し、6次元位相空間の電子バンチの挙動のリアルタイム計測システムを完成させた。広帯域のEOプローブ光源の矩形スペクトル化と線形チャープ化を同時に実現し、広帯域のラジアル偏光素子の開発にも成功して、フェムト秒バンチの多重化3D-EOS計測に必要とされる要素技術開発をすべて実用に供するレベルで完成させた。さらに、超高速応答のDAST結晶にアニーリング処理と光学研磨を施し、超高速バンチ計測に適した高品質 EO 素子を製作することにも成功した。

報告書

(5件)
  • 2017 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2016 実績報告書
  • 2015 実績報告書
  • 2014 実績報告書
  • 研究成果

    (39件)

すべて 2018 2017 2016 2015 2014

すべて 雑誌論文 (10件) (うち国際共著 2件、 査読あり 10件、 オープンアクセス 6件、 謝辞記載あり 5件) 学会発表 (27件) (うち国際学会 10件、 招待講演 18件) 図書 (1件) 産業財産権 (1件)

  • [雑誌論文] Low-emittance thermionic-gun-based injector for a compact free-electron laser2017

    • 著者名/発表者名
      T. Asaka, S. Matsubara (20人中11番目), H. Tanaka et al.
    • 雑誌名

      Physical Review Accelerators and Beams

      巻: 20 号: 8

    • DOI

      10.1103/physrevaccelbeams.20.080702

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Femtosecond time-resolved X-ray absorption spectroscopy of anatase TiO2 nanoparticles using XFEL2017

    • 著者名/発表者名
      Obara Yuki、Ito Hironori、Ito Terumasa、Kurahashi Naoya、Th?rmer Stephan、Tanaka Hiroki、Katayama Tetsuo、Togashi Tadashi、Owada Shigeki、Yamamoto Yo-ichi、Karashima Shutaro、Nishitani Junichi、Yabashi Makina、Suzuki Toshinori、Misawa Kazuhiko
    • 雑誌名

      Structural Dynamics

      巻: 4 号: 4 ページ: 044033-044033

    • DOI

      10.1063/1.4989862

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Effective Terahertz Wave Parametric Generation Depending on the Pump Pulse Width Using a LiNbO3 Crystal2017

    • 著者名/発表者名
      Nawata Kouji、Hayashi Shinichiro、Ishizuki Hideki、Murate Kousuke、Imayama Kazuki、Takida Yuma、Yahia Vincent、Taira Takunori、Kawase Kodo、Minamide Hiroaki
    • 雑誌名

      IEEE Transactions on Terahertz Science and Technology

      巻: 7 号: 5 ページ: 617-620

    • DOI

      10.1109/tthz.2017.2725479

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Nonlinear optical detection of terahertz-wave radiation from resonant tunneling diodes2017

    • 著者名/発表者名
      Y. Takida, K. Nawata, S. Suzuki, M. Asada, and H. Minamide
    • 雑誌名

      OPTICS EXPRESS

      巻: vol. 25 号: 5 ページ: 5389-5395

    • DOI

      10.1364/oe.25.005389

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Development of High-Power Terahertz-Wave Sources for Finding Novel Applications2015

    • 著者名/発表者名
      Hiroaki Minamide
    • 雑誌名

      IEEE TRANSACTIONS ON TERAHERTZ SCIENCE AND TECHNOLOGY

      巻: 5 ページ: 1104-1109

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] STABLLIZATION OF HHG-SEEDED EUV-FEL BY TIME-SYNCHRONIZATION CONTROL WITH EO-SAMPLING2015

    • 著者名/発表者名
      H. Tomizawa, T. Sato, K. Ogawa, K. Togawa, T. Tanaka, T. Hara, M. Yabashi, H. Tanaka, T. Ishikawa, T. Togashi, S. Matsubara, Y. Okayasu, T. Watanabe, E. J. Takahashi, K. Midorikawa, M. Aoyama, K. Yamakawa, S. Owada, A. Iwasaki, K. Yamanouchi
    • 雑誌名

      High Power Laser Science and Engineering

      巻: 3 ページ: 1-10

    • DOI

      10.1017/hpl.2015.9

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書 2014 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Observation of radially polarized terahertz radiation generated by a sub-picosecond electron beam2014

    • 著者名/発表者名
      Y. Taira, R. Kuroda, M. Kumaki, M. Tanaka, H. Toyokawa, H. Tomizawa
    • 雑誌名

      Vibrational Spectroscopy

      巻: 75 ページ: 162-168

    • DOI

      10.1016/j.vibspec.2014.07.015

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Terahertz-wave generation from 4-dimethylamino-N’-methyl-4’-stilbazolium p-bromobenzenesulfonate crystal: Effect of halogen substitution in a counter benzenesulfonate of stilbazolium derivatives2014

    • 著者名/発表者名
      Takeshi Matsukawa, Takashi Notake, Kouji Nawata, Shunsuke Inada, Shuji Okada, and Hiroaki Minamide
    • 雑誌名

      Optical Materials

      巻: 36 号: 12 ページ: 1995-1999

    • DOI

      10.1016/j.optmat.2014.01.012

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] レーザーによる量子ビーム診断技術のフロンティア2014

    • 著者名/発表者名
      冨澤宏光
    • 雑誌名

      光学

      巻: 43 ページ: 432-441

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Super-Gaussian conical refraction beam2014

    • 著者名/発表者名
      A. Turpin, Yu. V. Loiko, T. K. Kalkandjiev, H. Tomizawa, J. Mompart
    • 雑誌名

      Optics Letters

      巻: 39 号: 15 ページ: 4349-4352

    • DOI

      10.1364/ol.39.004349

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 波長可変・高輝度テラヘルツ波に関する技術開発と将来発展2017

    • 著者名/発表者名
      南出 泰亜
    • 学会等名
      第23回FELとHigh-Power Radiation研究会、第14回高輝度・高周波電子銃研究会
    • 発表場所
      東北大学電子光理学研究センター, 仙台
    • 年月日
      2017-02-23
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] High-precision synchronization of optical lasers to RF2017

    • 著者名/発表者名
      冨澤宏光
    • 学会等名
      5-way XFEL workshop (photon session)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Terahertz-wave technology based on nonlinear optics2017

    • 著者名/発表者名
      南出泰亜
    • 学会等名
      9th International Conference on Advanced Materials
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Efficient terahertz-wave generation and detection based on dynamic nonlinear effect2017

    • 著者名/発表者名
      南出泰亜
    • 学会等名
      XXXVII Dynamics Days Europe 2017 (DDE2017)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 有機非線形光学材料BNAの超精密加工と非線形光学定数精密評価2016

    • 著者名/発表者名
      野竹 孝志
    • 学会等名
      第4回RAPシンポジウム
    • 発表場所
      和光
    • 年月日
      2016-10-31
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Facility Status and Perspectives of Unique Synergy Experiments Provided by Combination of SACLA XFEL, SPring-8 Synchrotron Radiation, and aTwin Petawatt-Class Optical Laser2016

    • 著者名/発表者名
      冨澤 宏光
    • 学会等名
      UDTRI VUVX Satellite Workshop
    • 発表場所
      Szeged, Hungary
    • 年月日
      2016-06-27
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Status of the petawatt-class twin optical laser facility for the synergy experiments with XFEL (SACLA)2016

    • 著者名/発表者名
      冨澤 宏光
    • 学会等名
      ISSRNS2016
    • 発表場所
      Ustron, Poland
    • 年月日
      2016-06-13
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Sensitive THz-wave detection and imaging using nonlinear optical up-conversion2016

    • 著者名/発表者名
      南出 泰亜
    • 学会等名
      SPIE Defense + Commercial Sensing
    • 発表場所
      Baltimore Convention Center, Baltimore, MD, USA
    • 年月日
      2016-04-17
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Frequency up-conversion using periodically poled LiNbO3 for terahertz-wave detection2016

    • 著者名/発表者名
      南出 泰亜
    • 学会等名
      BIT’s 2nd Annual World Congress of Smart Materials-2016
    • 発表場所
      Singapore
    • 年月日
      2016-03-04
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] FIRST OBSERVATION ON PHOTOEMISSION ENHANCEMENT FROM COPPER METAL CATHODE ILLUMINATED BY Z-POLARIZED UV BESSEL BEAM2016

    • 著者名/発表者名
      冨澤 宏光
    • 学会等名
      ICUIL2016
    • 発表場所
      Montebello、Canada
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] NONLINEAR PHOTONICS FOR EFFICIENT TERAHERTZ-WAVE GENERATION AND DETECTION2016

    • 著者名/発表者名
      南出 泰亜
    • 学会等名
      The IEEE local chapter seminars
    • 発表場所
      GWC Arizona State University Arizona, USA
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Status report of the petawatt-class twin optical laser facility for the synergy experiments with XFEL (SACLA)2016

    • 著者名/発表者名
      冨澤 宏光
    • 学会等名
      レーザー学会学術講演会第36回年次大会
    • 発表場所
      名城大学 天白キャンパス
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Advanced laser technology and innovative ultra-high-brightness gun with laser-induced Z-field emission2015

    • 著者名/発表者名
      冨澤 宏光
    • 学会等名
      第11回励起ナノプロセス研究会
    • 発表場所
      淡路夢舞台国際会議場
    • 年月日
      2015-12-21
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Real-time Terahertz-wave Imaging Based on Nonlinear Optical Up-conversion2015

    • 著者名/発表者名
      南出 泰亜
    • 学会等名
      Advanced Solid State Lasers (ASSL 2015)
    • 発表場所
      Berlin Germany
    • 年月日
      2015-10-05
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] テラヘルツ領域におけるコヒーレント遷移放射及び回折放射の偏光状態の測定2015

    • 著者名/発表者名
      平義隆、黒田隆之助, 田中真人, 豊川弘之, 冨澤宏光
    • 学会等名
      日本物理学会第70回年次大会
    • 発表場所
      早稲田大学(東京都新宿区)
    • 年月日
      2015-03-24
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 極短電子・放射光計測システム2015

    • 著者名/発表者名
      冨澤宏光
    • 学会等名
      日本物理学会第70回年次大会
    • 発表場所
      早稲田大学(東京都新宿区)
    • 年月日
      2015-03-23
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 有機非線形光学結晶DAST及びBNAを用いたE-O変調に関する研究2015

    • 著者名/発表者名
      3.野竹 孝志,縄田 耕二,瀧田 佑馬,時実 悠,岡安 雄一,富澤 宏光,南出 泰亜
    • 学会等名
      2015年第62回応用物理学会春季学術講演会
    • 発表場所
      東海大学湘南キャンパス(神奈川県平塚市)
    • 年月日
      2015-03-11
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] SPring-8極短バンチモニタ開発テストベンチのコミッショニング 及び2.7セルRF2015

    • 著者名/発表者名
      谷内 努
    • 学会等名
      Proceedings of the 12th Annual Meeting of Particle Accelerator Society
    • 発表場所
      敦賀市福祉総合センターあいあいプラザ
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] SPring-8 Compact SASE Source (SCSS) Seeding (HHG-SEEDED EUV-FEL)2015

    • 著者名/発表者名
      冨澤 宏光
    • 学会等名
      日本学術会議シンポジウム
    • 発表場所
      ローレンスリバモア国立研究所
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 非線形光パラメトリック効果を利用した高強度テラヘルツ波発生・高感度テラヘルツ波検出とその応用2015

    • 著者名/発表者名
      南出 泰亜
    • 学会等名
      「テラヘルツ波科学技術と産業開拓第182委員会」第24回委員会・研究会
    • 発表場所
      東京
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 高輝度テラヘルツ光源と超高感度検出の最先端2015

    • 著者名/発表者名
      南出 泰亜
    • 学会等名
      第24回バイオテンプレート研究懇談会
    • 発表場所
      東京
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Real-time terahertz-wave imaging using nonlinear up-conversion detection2014

    • 著者名/発表者名
      Hiroaki Minamide, Feng Qi, Shuzhen Fan
    • 学会等名
      The Fifth International Symposium on Terahertz Nanoscience (TeraNano V)
    • 発表場所
      Martinique (France)
    • 年月日
      2014-12-01 – 2014-12-05
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Non-invasive electron beam position monitorusing coherent diffraction radiation from a slit2014

    • 著者名/発表者名
      Y. Taira, R. Kuroda, M. Tanaka, H. Toyokawa, K. Sakaue, H. Tomizawa
    • 学会等名
      The 3rd International Beam Instrumentation Conference (IBIC2014)
    • 発表場所
      Monterey (USA)
    • 年月日
      2014-09-16
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] ELECTRON BUNCH CHARGE MEASUREMENTS WITH ORGANIC POCKELS EO2014

    • 著者名/発表者名
      岡安雄一, 松原伸一, 冨澤宏光 小川奏、南出泰亜, 野竹孝志, 松川健
    • 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
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] バンチ内6D位相空間電荷密度分布の実時間計測可能な非破壊モニターの開発2014

    • 著者名/発表者名
      冨澤宏光,富樫 格, 松原 伸一, 伊達 伸, 出羽 英紀, 谷内 努, 鈴木 伸介, 岡安 雄一, 下崎 義人, 柳田 謙一, 深見 健司, 増田 剛正, 清道 明男, 黒田 隆之助, 平 義隆, 南出 泰亜, 野竹 孝志, 小川 奏, 大和田 成起
    • 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
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Study on THz E-O modulation using Organic Nonlinear Materials2014

    • 著者名/発表者名
      2.Takashi Notake, Kouji Nawata, Shuzhen Fan, Yuma Takida, Yu Tokizane and Hiroaki Minamide
    • 学会等名
      International Symposium on Frontier of Terahertz Science (ISFTS2014)
    • 発表場所
      OIST (Okinawa, Japan)
    • 年月日
      2014-08-04 – 2014-08-06
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] High-peak-power Terahertz-wave generation and sensitive detection using second nonlinear optical effect2014

    • 著者名/発表者名
      Hiroaki Minamide
    • 学会等名
      Photonics Europe
    • 発表場所
      Brussels (Belgium)
    • 年月日
      2014-04-17
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 招待講演
  • [図書] 加速器ハンドブック2018

    • 著者名/発表者名
      冨澤宏光(9章執筆担当)、神谷幸秀(編集代表)、他
    • 総ページ数
      596
    • 出版者
      丸善出版
    • ISBN
      9784621089019
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [産業財産権] テラヘルツ波生成装置、光パラメトリック増幅器、テラヘルツ波検出器、および非線形光学素子2016

    • 発明者名
      縄田耕二、時実悠、南出泰亜
    • 権利者名
      縄田耕二、時実悠、南出泰亜
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      2016-192374
    • 出願年月日
      2016-09-30
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書

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公開日: 2014-04-04   更新日: 2019-03-29  

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