利用を目指した遠赤外自由電子レーザーの開発研究

1997 年度 研究成果報告書概要

• 研究課題/領域番号: 08454081
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 固体物性Ⅰ(光物性・半導体・誘電体)
• 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, 助手 (20273708) ; 奥田 修一 大阪大学, 産業科学研究所, 講師 (00142175)
• 研究期間 (年度): 1996 – 1997
• キーワード: FEL / 遠赤外 / ライナック / ウイグラー / 回折損失 / 増幅率

研究概要

利用を目指した遠赤外自由電子レーザー(FEL)の開発を目的として、大阪大学産業科学研究所のLバンドライナックを用いた自由電子レーザーの改造を進めている。波長範囲、特に長波長側への発振波長の拡大とそのための自由電子レーザー装置の改造、ならびに関連する技術開発を行った。ウイグラーを磁極間隙可変型に改造した。これにより波長を連続的に変えられるばかりでなく大きなK値での自由電子レーザーの動作が可能になった。ウイグラーの上流と下流側の偏向磁石を改造して鉛直方向の寸法が大きい真空チェンバーに交換した。これにより長波長側での回折損失を減らした。50μmより長い波長領域ではGe:Ga半導体検出器を用いてレーザー光を検出した。FELの増幅率と共振器の回折損失をレーザー光の時間分解測定から求めるために、検出系の時間分解能をライナックの単バンチビームが発生するコヒーレント放射を用いて測定した。FEL実験の際にはライナックの電子銃を陰極面積が小さい専用の物に交換していた。通常用いられる電子銃が高輝度型に交換されたのでこの電子銃を用いてFEL発振を試みたところFEL発振に成功した。この結果、短いマシンタイムでも自由電子レーザー実験を行なえるようになった。真空中の共振器から光を空気中に取り出す窓として50μmより長波長領域では結晶石英を用いた。ライナックのエネルギーを12MeV付近まで下げて長波長領域での発振実験を行ったところ136μmでの発振を観測した。このFELの発振波長は現在のところRFライナックを用いた自由電子レーザーとしては世界最長の波長である。
自由電子レーザー装置の改造を引き続き行っている。光共振器の反射鏡ホルダーの交換、反射鏡の大型化やFEL装置から測定室まで真空排気した光輸送路の新設を現在行っている。このような改造が終了した後、さらに長波長での発振実験を行う。

研究成果

• [文献書誌] S.Okuda: "Remodeling of the free electron laser with the L-bandlinac at Osaka University" Proc. of the 3rd Asian Symp. on Free Electron Lasers and 5th Symp. on FEL Applications, Hirakata, Japan. 31-38 (1997)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] S.Okuda: "Remodeling of the wiggler for thefree electron laser with the L-bandlinac at Osaka University" Proc. of the 18th International Free Electron Laser Conference, Rome. Italy. II-103-II-104 (1997)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] R.Kato: "Wavelength extension of the ISIR-FEL toward the longer wavelength region for user experiments" Proc. of the 11th Symp. on Accelerator Science and Technology, Hyogo, Japan. 121-123 (1997)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] S.Okuda et al.: "Remodeling of the free electron laser with the L-band linac at Osaka University" Proc.of the 3rd Asian Symp.on Free Electron Lasers and 5th Symp.on FEL Applications, Hirakata, Japan. 31-38 (1997)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] S.Okuda et al.: "Remodeling of the wiggler for the free electron laser with the L-band linac at Osaka University" Proc.of the 18th International Free Electron Laser Conference, Rome, Italy. II-103-II-104 (1997)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] R.Kato el al.: "Wavelength extension of the ISIR-FEL toward the longer wavelength region for user experiments" Proc.of the 11th Symp.on Accelerator Science and Technology, Hyougo, Japan. 121-123 (1997)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より