| 研究課題/領域番号 |
18K18758
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| 研究種目 |
挑戦的研究(萌芽)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 審査区分 |
中区分15:素粒子、原子核、宇宙物理学およびその関連分野
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| 研究機関 | 東北大学 |
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研究代表者 |
柏木 茂 東北大学, 電子光理学研究センター, 准教授 (60329133)
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| 研究分担者 |
坂上 和之 東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 主幹研究員 (80546333)
渡邉 謙 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 (70534816)
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| 研究期間 (年度) |
2018-06-29 – 2021-03-31
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| キーワード | テラヘルツ波 / 極短電子ビーム / 加速器 / レーザー / フォトカソード |
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| 研究成果の概要 |
テラヘルツ波駆動電子加速器の実現に向けて、粒子加速器としてシステムを成立させるために「加速に用いる電磁波の波長」と「加速される電子ビームのサイズ」のスケールマッチングを重要課題と考え、基盤要素開発を行った。本研究では、極短電子ビーム源およびテラヘルツ波加速構造体とテラヘルツ波入力機構の開発を行った。最終的にフォトカソード用ファイバーレーザーシステムの設計および試験システムを構築し、約100fsのレーザーパルス生成に成功した。また、シミュレーションによりフォトカソード電子銃で生成されるビーム特性を明らかにした。そして、加速構造体の基本設計と偏光素子を用いたテラヘルツ波のモード変換法を確立した。
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| 自由記述の分野 |
加速器・ビーム物理
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究により、テラヘルツ波駆動の電子加速器の可能性について、電子源および加速構造体についてその課題を明らかにすることができたことは、テーブルトップサイズの粒子加速器の小型化に向けた大きな一歩であり、基礎科学から産業応用まで幅広い分野に大きな影響を与えるものである。特に、ビームと加速電磁波のスケールマッチングを軸として研究に取り組み、実現性と信頼性の両方を考慮した学術的にも意義のある研究である。
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