2019 年度研究成果報告書

広周波数帯域でガウスビーム出力するサブテラヘルツ帯ジャイロトロンの実証

研究課題

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研究課題/領域番号	17K05725
研究種目	基盤研究(C)
配分区分	基金
応募区分	一般
研究分野	プラズマ科学
研究機関	福井大学
研究代表者	立松芳典福井大学, 遠赤外領域開発研究センター, 教授 (50261756)
研究期間 (年度)	2017-04-01 – 2020-03-31
キーワード	マルチ周波数ジャイロトロン / 広周波数発振 / 2次高調波発振 / サブテラヘルツ / ガウスビーム出力
研究成果の概要	２次高調波マルチ周波数ガウスビーム発振ジャイロトロン管を開発した。同一のモード変換器でガウスビームに変換できる９つの２次高調波を選定し、発振試験を行い、そのうちの８つのモード及び他の１つあわせて９つの周波数でガウスビーム出力できることを実証した。このうち４つの周波数では２次高調波単独発振が得られた。また、同じジャイロトロンで１０の基本波モードを観測し、そのうち５つの周波数帯について周波数が連続的に変化することを実証した。
自由記述の分野	プラズマ理工学
研究成果の学術的意義や社会的意義	広周波数帯でガウスビーム出力するジャイロトロンが実現可能であることを示した。これにより、周波数のファインチューニングが可能になるのと同時に、いろいろな試料に対して適用が可能になるため、分光分野をはじめとして、多くの分野での周波数依存を調べる学術研究にジャイロトロンを応用できるようになった。また、一般的に電磁波を用いた研究において、空間分解能は波の波長程度であるので、波長を小さくする、すなわち周波数を大きくすることで、空間分解能を改善できる。このため、サブテラヘルツ帯２次高調波発振の高周波数ジャイロトロン応用は、広い分野の学術研究の進展につながる。