赤外自由電子レーザーの高性能化とそれを用いた光科学

2000 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 11NP0101
• 研究機関: 東京理科大学
• 研究代表者: 黒田 晴雄 東京理科大学, 総合研究所, 教授 (00011479)
• 研究分担者: 河田 聡 大阪大学, 工学系研究科, 教授 (30144439) ; 中井 浩二 東京理科大学, 理工学部, 教授 (40028155) ; 豊田 浩一 東京理科大学, 基礎工学部, 教授 (20087472) ; 太田 俊明 東京大学, 理学系研究科, 教授 (80011675) ; 竹内 伸 東京理科大学, 基礎工学部, 教授 (60013512)
• キーワード: 赤外線 / 光科学 / 自由電子レーザー / 加速器技術 / 赤外自由電子レーザーの応用

研究概要

(1)中赤外自由電子レーザーの運転と高性能化研究
MIR-FELについて最適運転パラメータの探索を行い、平成12年7月6日にレーザー発振の初観測に成功し、また、9月28日にはレーザー出力の飽和値を達成した。そして、同年秋からは、光ビームを光利用研究に供給を開始した。その他、MIR-FEL制御のコンピューター化の研究を行った。
(2)遠赤外自由電子レーザー開発研究
MIR-FELの運転状況を分析してからFIR-FELの最終的仕様を決定する必要があったので、仕様の決定が平成12年秋にずれこんだが、その後、設計作業をすすめて、FIR-FEL関係部品の一部の調達を行った。
(3)光利用基盤技術に関する研究
平成11年度に製作した楕円面ミラーと放物面ミラーを組み合わせた補償光学系については、MIR-FELの発振を待って、光ビームの特性診断を行い、光ビームを高品質に保ったまま、実験ステーションまで搬送できていることが確認できた。
(4)光利用実験のための実験装置の製作
多光子解離・イオン化実験装置、赤外時間分解分光実験装置、赤外近接場顕微鏡装置については、立ち上げ調整が完了して、テスト実験を開始した。新しい実験装置として平成12年度には、(a)Pump/Probe実験装置、(b)レーザー同位体分離装置、(c)ミクロ照射・顕微FT/IR実験装置を設計・製作した。以上の実験装置のほかに、粉末X線回折計、ラピドスキャン可視・紫外分光光度計等、FEL光照射による物質変化を確認するための装置の設置も完了したので、平成13年4月から光利用実験を本格的に開始する。
(5)研究分担者会議・研究会等
研究分担者会議、FIR-FEL検討会、ならびに、各種の光利用実験装置に関する検討会を開催したほか、公開の研究会を平成12年3月24日に開催した。また、インターネット・ホームページを通じて、プロジェクトに関する情報を研究分担者以外の研究者にも公開した。

研究成果

• [文献書誌] K.Nomaru,M.Kawai M.Yokoyama,F.Oda,A.Nakayama,H.Koike and H.Kuroda: "Optical Beam Transport System at FEL-SUT"Nuclear Inst. and Math.in Phys.Res.. A445. 379 (2000)
• [文献書誌] M.Yokoyama,F.Oda,A.Nakayama,K.Nomaru,H.Koike,M.Kawai and H.Kuroda: "Status of KHI FEL at FEL-SUT"Free Electron Laser 1999 (Proc.21^<st> International Conference). 11-67 (2000)
• [文献書誌] A.V.Chemyshev,K.Momaru,A.K.Petrov,M.Kawai,K.Toyoda,K.Nakai and H.Kuroda: "Status of the FEL-SUT Project and the Experimental Setup for Multi-Photon Dissociation and Isotope Separation in the Gaseous Phase"Proceedings of the 6^<th> Russian Synchrotron Radiation Conference. (to be published). (2000)
• [文献書誌] Y.Kawamura,D.Li,S.Ruschin,T.Tanabe and K.Toyoda: "Laser Undulator Radiation"Nuclear Inst.and Meth.In Phys.Res.. A445. 241 (2000)