研究分担者 |
岡島 茂樹 中部大学, 工学部, 教授 (90113084)
光藤 誠太郎 福井大学, 遠赤外領域開発研究センター, 助教授 (60261517)
小川 勇 福井大学, 工学部, 助教授 (90214014)
川端 一男 核融合科学研究所, 教授 (60109353)
立川 敏明 香川医科大学, 医学部, 教授 (00020206)
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研究概要 |
研究目的,本研究では,短ミリ波からサプミリ波にいたる波長域で波長可変の高出力光源であるジャイロトロンを実現し、遠赤外領域の総合的開発研究の推進力として活用する。具体には, (1)3次サイクロトロン高調波を用いて,出力100W-1kWで,連続的に発振する最短波長200μm(周波数1.5THz)まで波長可変の装置を完成させる。 (2)ジャイロトロンの出力を,ガウシャン・モードへ変換し,ミラーを組み合わせた準光学的回路によって,単一モードで高クォリティのビームを保持して伝送する方式を確立する。 (3)電子の加速電圧を変化させることにより質量を変化させて,発振周波数を変調(FM)する。一方,電子銃の陽極への印加電圧を変調することにより,振幅変調(AM)を試みる。 (4)出力電圧・電流を安定化したcw高電圧電源を用いて,ジャイロトロンのcw動作を行いサブミリ波光源として要求される出力振幅及び周波数の安定化を達成する。 (5)開発したジャイロトロンを光源として,テラヘルツ帯のプラズマ散乱計測装置を完成し,大型核融合装置の計測を行い,テラヘルツ帯ESR装置を完成して,物性研究のために用いる。 本年度の研究実績 (1)サイクロトロン高調波動作と高磁場超伝導マグネットを用いたサブミリ波ジャイロトロンの開発,17T超伝導マグネットを用いた波長可変のサブミリ波ジャイロトロン(最短波長337μm,周波数889GHz)の開発に引き続いて,3次高調波動作を用いた高出力CWサブミリ波ジャイロトロンの設計を完了した。 (2)ジャイロトロンのCW動作による出力及び周波数の安定化,CW高電圧電源を用いて,サブミリ波ジャイロトロンのCW動作を行い,電源の出力電圧を安定化することにより,ジャイロトロンの出力安定度10^<-3>を達成した。また,電子ビームエネルギーのフェーズロック制御により,周波数の安定度3・10^<-9>を達成した。 (3)ジャイロトロン出力のガウシアン・モードへの変換と高効率伝送,ジャイロトロンの円形導波管出力をガウシアン・モードに変換する伝送システムを設計し,製作した。Gyrotron FU VAの出力にこのシステムを適用し,ジャイロトロンの多くの出力モードのバイガウシアン・モードによる伝送に成功した。
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