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発振型自由電子レーザー(FEL)の飽和現象を回避し、より高強度なテラヘルツFEL光を発生させることを目的として、本研究では発振型FELの増幅メカニズムを理論的に再検討し、FEL相互作用による光増幅が飽和する前に電子ビームバンチ列のエネルギーを変化させることで非飽和増幅が達成できるかを研究している。さらにそれが理論的に実現可能であると予言できる場合には、現実の加速器電子ビームを制御することにより、実験的に実証可能かどうかも合わせて検討している。
今年度は、大阪大学産業科学研究所のテラヘルツFELの特性評価計測実験を2回に分けて実施した。これらの実験では、FEL増幅において重要なパラメータの一つである共振器損失を詳細に測定した。また、FEL増幅ダイナミクスを詳細に研究するために、発生するテラヘルツパルス列の時間構造をチタンサファイアレーザーを用いたEOクロスコリレーション計測で評価した。現在、共振器損失に関しては数値計算による評価と測定結果との比較を実施しながら、物理的解釈を研究している。光損失の正確な理解は、FEL増幅の飽和に関する定量的な評価を与えるために重要である。合わせてEO計測結果の詳細な解析を実施している段階である。FELの時間構造の発展を詳細に計測することは、飽和過程がどのように進むかと密接に関連した結果を与えるものである。今後、これらの実験で得られた結果をもとに、本課題で実施した研究を総括する予定である。
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