研究課題
Ｃ形導波管は同軸管の内軸と外軸が接続板で連結された構造で、遮断周波数が存在し、矩形導波管の約１／３程度と小さく、内軸の冷却が容易などの特徴があり、超伝導空洞のＨＯＭカップラーに応用すると、従来型での問題点を解決することができる。1.3GHz-TESLA型楕円空洞用のＨＯＭカップラーとして、Ｃ形導波管の遮断周波数を調整することにより、加速モードへの影響をなくし、ＨＯＭを減衰できることを確かめた。さらにＣ形導波管型HOMカップラーをスポーク型加速空洞にも取り付けた。楕円空洞の場合はＨＯＭカップラーをビームパイプに取り付けられるが、スポーク空洞の場合はビームパイプが細くて取り付けられないため、空洞タンク側面に取り付けた。取付角度としてはスポークに対して平行／垂直あるいは45度の位置が考えられる。加速モードに関しては45度取付の方が平行／垂直取付よりカップリングが小さい。ＨＯＭに関しては45度取付と平行／垂直取付では、ほぼ同じ減衰になっている。長さ当たりの減衰量は同じであるので、45度取付の方がＣ形導波管の長さを短くしても加速モードに対する影響を小さくすることができることが分かった。Ｃ形導波管型HOMカップラーを空洞に取り付ける場合、ストレートな状態では半径方向に大きくなってしまうため、Ｃ形導波管型を90度曲げる必要がある。3次元電磁界シミュレーションコードで計算を行ったところ、折れ線状に曲げていくとき、1回の曲げ角度を90度、45度、30度と小さくしていくと滑らかな曲線に近づいていくが、曲げ角度を45度以下にしてもあまり変化がないことが分かった。また内軸と外軸を接続する接続板は曲げの外側に付けた時の方が曲げの影響が小さいことが分かった。これらの計算結果をもとに90度1回曲げと45度2回曲げのモデルを製作し、高周波特性を調べ、計算とほぼ一致することを確認した。
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Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section A: Accelerators, Spectrometers, Detectors and Associated Equipment
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https://doi.org/10.1016/j.nima.2017.09.067
第14回日本加速器学会プロシーディングス
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