2020 年度研究成果報告書

回折放射による大強度テラヘルツベクトルビーム

研究課題

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研究課題/領域番号	18H03473
研究種目	基盤研究(B)
配分区分	補助金
応募区分	一般
審査区分	小区分80040:量子ビーム科学関連
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	本田洋介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, 助教 (40509783)
研究期間 (年度)	2018-04-01 – 2021-03-31
キーワード	テラヘルツ / 電子加速器 / レーザー / ベクトルビーム / 超伝導加速器
研究成果の概要	テラヘルツ光と呼ばれる周波数1THz付近には、特徴のある光源が少ない。最新の電子線形加速器は大強度のテラヘルツ光を発生できる可能性があり、また放射のメカニズム次第で特徴のあるテラヘルツ光を得ることもできる。コンパクトERL試験加速器において回折放射によるコヒーレントテラヘルツ光を発生し、それを加速器遮蔽の外の実験室まで輸送するビームラインを構築した。ビーム運転調整によって、バンチを圧縮し、強いコヒーレント放射を発生する条件を確立し、回折放射標的の穴あきミラーを通過する条件を確立した。輸送先でのテラヘルツ光のプロファイルを測定し、損失なく、空間分布の特徴を保って輸送できる状態を確立した。
自由記述の分野	加速器
研究成果の学術的意義や社会的意義	テラヘルツ光と呼ばれる、周波数1THz付近の領域は、身近な多くの現象の基本的なエネルギースケールである。例えば、分子構造の振動や回転モードのエネルギー準位に対応し、その励起、脱励起はテラヘルツ光を伴う。テラヘルツ光を照射して、これらのモードを選択的に励起することにより、熱平衡状態では実現しない物質の新たな機能を見いだすことが出来る。テラヘルツ光領域では強度はもちろん、特徴的な光源が少ない。回折放射は偏光特性が空間的に特徴を持つベクトルビームと呼ばれる光の一種である。テラヘルツの領域の特徴的な光源として、応用可能性が拡がる。さらに、本方式は連続運転超伝導加速器により大強度化の可能性もある。