| 研究概要 |
本研究は大強度相対論的電子ビーム(以下IREBと略す)の波形制御を行い,超放射機構による大強度電磁波放射の発生効率向上の実験的検証を目指している。
IREBは冷陰極放篭により発生されるため,発生電極部での波形制御は困難である。本研究では,伝搬空洞中に二種類の空洞を付加することによる波形制御の実証を目的にした。現在までに,自動加速機構を応用したIREBのエネルギー波形の波形整形と,大口径空洞を用いた電流波形整形の実証突験に成功した。この方式では,エネルギーは前半部のエネルギーを滅じ,後半部に受け渡す,時間的に増大する方向の制御が可能であり,電流は,大口径部空洞の空間電荷制限電流値によって制御される。いずれの制御機構についても,物理的機構の原理的な解釈は比較的容易であり,制御範囲は初期の各波形の制限を受ける欠点もあることも実験的に確認した。具体的には,エネルギー600keV,電流3kA,パルス幅12nsのIREBを,パルス幅を変えずに,エネルギー400 800keV,電流12kAの波形に変更することができた。今後,電磁波放射実験の進行に応じた波形整形を試みる。
また,超放射実験の準備として,コルゲート型発振管を新たに設計し,PICシミュレーションコードを用いて各部寸法等の最適化,両端部の境界条件最適化の設計等を行い初期設計を完了し製作した。また,電磁波測定系の,滅衰器,低域通過型濾波器,検出器の出力構成も行った。この発振管を用いて,波形制御される前の電磁波放射実験を試みた。周波数5GHz,パルス幅5ns,出方100MWの電磁波放射も観測し,発振モードが予想されたものであることも確認した。現在,実験パラメーターを調整し更に放射出力を増大する実験を遂行中である。
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