レーザー蓄積装置を活用した国際リニアコライダービーム診断技術に関する融合研究

2006 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 17GS0210
• 研究機関: 大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構
• 研究代表者: 浦川 順治 大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構, 加速器研究施設, 教授 (00160333)
• 研究分担者: 笹尾 登 京都大学, 大学院理学研究科, 教授 (10115850) ; 大森 恒彦 大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構, 素粒子原子核研究所, 助手 (80185389) ; 照沼 信浩 大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構, 加速器研究施設, 助手 (70237014) ; 荒木 栄 大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構, 加速器研究施設, 技師 (50391777) ; 横谷 馨 大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構, 加速器研究施設, 教授 (40141973)
• キーワード: 国際協力 / 素粒子実験 / 高性能レーザー / 光源技術 / ナノ制御

研究概要

2台の単純なファブリ・ペロー型光共振器を製作した。1台はレーザー逆コンプトン散乱実験に使用して、レーザーと電子ビームの衝突技術を確立するのに使用している。他の1台はパルスレーザービームの蓄積および収束技術開発実験に使用している。一方、従来のパルスレーザーをサブミクロンに絞込み、電子ビームと衝突させる実験を行い、6μmまで絞込むのに成功した。2007年の秋に1μm以下まで絞り込む実験を行う。また、レーザーパルス蓄積実験では入射レーザーパルスエネルギーの1000倍までの安定なレーザーパルス生成に成功している。
市販の放物面ミラーを使ったレーザービーム収束実験を行い、42cm Super Optical Cavityに関する基礎的な設計条件は確認できたが、高反射率の放物面ミラーの製作費が現実的でないこととミラー位置制御の要求精度も厳しいことが定量的に理解できた。そこで、放物面ミラーを使った理想的な共心型から4枚ミラー(2枚の平板ミラーと2枚の球面ミラーによるリング光共振器構成)方式の共焦点型にした場合のミラー位置制御の要求精度を検討した。理想的な光学系と現実的な共焦点型では、ミラー位置制御の要求精度に100倍の違いがあることを明らかにしたので、より実用的な4枚ミラー方式の共焦点型光共振器開発を2007年度から行うことになった。
以上の計画変更は高精度のビームサイズレーザーワイヤーモニターを実現することが本学術創成研究の目的であり、色々な可能性を若手の研究者と開発することがより重要であると判断したことによる。海外(特に英国、米国、フランス)からの研究者との共同開発レーザーワイヤー装置の電子ビームラインへの設置計画及び実験はほぼ順調に進んでいる。現在、1μmの電子ビームサイズ測定の実験を行い、1.3GeV,1ミクロン電子ビームのプロファイルを精密に測定できるようにレーザーパルスの時間空間制御技術の開発を進めている。一方、フランスの研究所との協力により、4枚ミラーの共焦点型共振器実験を行っている。

研究成果

• [雑誌論文] ACHIVEMENT OF ATF AND ITS FUTURE PLANS (2007)
  • 著者名/発表者名: J.Urakawa
  • 雑誌名: Invited talk, Proceedings of APAC 2007, FRXMA03, Indore, India, 2007(http://apac07.cat.ernet.in/)
• [雑誌論文] Beam Instrumentation Experience at ATF (2007)
  • 著者名/発表者名: Y.Honda
  • 雑誌名: Invited talk,Proceedings of APAC 2007, WEZH102, Indore, India,
• [雑誌論文] A Lase-wire System at the ATF Extraction Line (2006)
  • 著者名/発表者名: S.T Boogert, G.Blair, G.Boorman, A.Bosco, L.Deacon, C.Driouichi, P.Karataev, T.Kamps, N.Delerue, S.Divit, B.Foster, F.Gannaway, D.F.Howell, M.Qureshi, A.Reichold, R.Senanayake, A.Aryshev, H.Hayano, K.Kubo, N.Teranuma, J.Urakawa, L.J.Jenner, A.Brachmann, J.Frisch, M.Ross
  • 雑誌名: Proceedings of EPAC 2006,MOPLS080,Edinburgh,Scotland,(http://accelconf.web.cern.ch/accelconf/e06/INDEX.HTM) ページ: 738-740
• [雑誌論文] Beam dynamics in Compton ring gamma sources (2006)
  • 著者名/発表者名: Eugene Bulyak, Peter Gladlilh, Vladislav Skomorokhov, Tsunehiko Omori, Junji Urakawa, Klaus Moenig, Frank Zimmermann
  • 雑誌名: Physical Review Special Topics-Accelerators and Beams 9 ページ: 094001
• [雑誌論文] Observation of the Second Harmonic in Thomson Scattering from Relativistic Electrons (2006)
  • 著者名/発表者名: Marcus Babzien, Ilan Ben-Zvi, Karl Kusche, Lgor V.Pavlishin, Igor V.Pogorelsky, David P.Sliddons, Vitaly Yakimenko, David Cline, Feng Zhou, Tachishige Hirose, Yoshio Kamiya, Tetsuro Kumita, Tsunehiko Omoji, Junji Urakawa, Kaoru Yokoya
  • 雑誌名: Physical Review Letters 96 ページ: 054802-1,-4
• [雑誌論文] Effecient Propagation of Polarization from Laser Photos to Positron through Compton Scattering and Electron-Position Pair Creation (2006)
  • 著者名/発表者名: T.Omori, M.Fukuda, T.HIrose, Y.Kurihara, R.Kuroda, M.Nomura, A.Ohashi, T.Okugi, K.Sakaue, T.Saito, J.Urakawa, M.Washio, I.Yamazaki
  • 雑誌名: Physical Review Letters 96 ページ: 115801-1,-4
• [雑誌論文] High-intensity multi-bunch beam generation by a photo-cathode RF gun (2006)
  • 著者名/発表者名: Koichiro Hirano, Masafumi Fukuda, Mikio Takano, Yoshio Yamazaki, Toshiya Muto, Sakae Araki, Nobuhiro Terunuma, Masao Kuriki, Mitsuo Akemoto, Hitoshi Hayano, Junji Urakawa
  • 雑誌名: Nucl.Instr. and Meth.A, ELSEVIER 560 ページ: 233-239
• [図書] 光科学研究の最前線 (2006)
  • 著者名/発表者名: 浦川順治その他、
  • 総ページ数: 232-235
  • 出版者: 「光科学研究の最前線」編集委員会出版