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2010 年度 研究成果報告書

超コンパクト・マルチバンチZ偏光フォトカソード電子銃の開発

研究課題

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研究課題/領域番号 20612024
研究種目

基盤研究(C)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 量子ビーム
研究機関(財)高輝度光科学研究センター

研究代表者

冨澤 宏光  (財)高輝度光科学研究センター, 加速器部門, 副主幹研究員 (40344395)

研究分担者 出羽 英紀  財団法人 高輝度光科学研究センター, 加速器部門, 副主幹研究員 (20360836)
谷内 努  財団法人 高輝度光科学研究センター, 加速器部門, 副主幹研究員 (60360822)
水野 明彦  財団法人 高輝度光科学研究センター, 加速器部門, 副主幹研究員 (30360829)
研究期間 (年度) 2008 – 2010
キーワード軸対称偏光・ラジアル・アジマス偏光 / フェムト秒レーザー / ショットキー効果 / フォトカソード / Z偏光電子源 / RF電子銃 / X線自由電子レーザー(XFEL) / 次世代放射光加速器
研究概要

フォトカソード表面で、Z偏光というレーザ伝搬方向に平行な電界を集光点で作り出し、光電子放出の量子効率(QE)のZ偏極電場強度依存性の確認を目的として行った。波長264nm(パルス幅:100fs)のZ偏光ベッセルビームを銅カソードに照射し、表面で1.6GV/mの電界を達成した。ラジアル偏光素子に入射するレーザの偏光面を半波長板で連続回転し、ラジアル偏光からアジマス偏光へと連続的に変化させるZ偏光強度の変調装置を開発した。ラジアル偏光の集光時(Z偏極電場が最大)に、光電子放出の電荷量増大(最大で40%)を観測した。表面(鏡像)ポテンシャルをもつ金属カソードでのZ偏光レーザ照射による放出電荷量増大の確認により、レーザ電場によるショットキー効果が起こりうることを実証した。変調させたZ偏極電場強度の変化に同調して増減するQEを観測し、この現象の再現性も確認した。

  • 研究成果

    (16件)

すべて 2011 2010 2009 2008 その他

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (9件) 備考 (1件) 産業財産権 (4件)

  • [雑誌論文] 高輝度光陰極電子銃を実現する先端レーザ技術2011

    • 著者名/発表者名
      冨澤宏光
    • 雑誌名

      Journal of the Vacuum Society of Japan in press

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Advanced metaheuristic algorithms for laser optimization in optical accelerator technologies2011

    • 著者名/発表者名
      冨澤宏光
    • 雑誌名

      Radiation Physics and Chemistry in press

    • 査読あり
  • [学会発表] Z偏光レーザ強電場を利用したNEA面を用いないスピン偏極電子源の研究開発2011

    • 著者名/発表者名
      冨澤宏光
    • 学会等名
      日本物理学会 第66回年次大会
    • 発表場所
      新潟大学 五十嵐キャンパス(新潟県)
    • 年月日
      2011-03-25
  • [学会発表] Z偏光レーザ強電場を利用した新型電子銃の研究開発2011

    • 著者名/発表者名
      冨澤宏光
    • 学会等名
      第8回高輝度・RF電子銃研究会
    • 発表場所
      広島大学 東広島キャンパス(広島県)
    • 年月日
      2011-01-12
  • [学会発表] First emission of novel photocathode gun gated by Laser-induced Schottky effect2010

    • 著者名/発表者名
      冨澤宏光、水野明彦、出羽英紀、谷内努、花木博文
    • 学会等名
      The 32nd International FEL Conference
    • 発表場所
      Malmo (Sweden)
    • 年月日
      2010-08-26
  • [学会発表] Strategy of metaheuristics algo-rithms for laser optimization2010

    • 著者名/発表者名
      冨澤宏光
    • 学会等名
      The 10th International School and Symposium on Synchrotron Radiation in Natural Science
    • 発表場所
      Szklarska Poreba (Poland).
    • 年月日
      2010-06-10
  • [学会発表] First Emission of Novel Photocathode Gun Gated by Z-polarized Laser Pulse2010

    • 著者名/発表者名
      冨澤宏光、水野明彦、出羽英紀、谷内努、花木博文
    • 学会等名
      The 1st International Particle Accelerator Conference
    • 発表場所
      Kyoto (Japan).
    • 年月日
      2010-05-26
  • [学会発表] Advanced laser pulse shaping (invited plenary talk), Joint ICFA Advanced Accelerator and Beam Dynamics Workshop2009

    • 著者名/発表者名
      冨澤宏光
    • 学会等名
      The Physics and Applications of High Brightness Electron Beams 2009
    • 発表場所
      Maui, Hawaii (USA).
    • 年月日
      2009-11-17
  • [学会発表] Review of Advanced Laser Technologies for Photocathode High-Brightness Guns (invited talk)2009

    • 著者名/発表者名
      冨澤宏光、水野明彦、出羽英紀、谷内努、花木博文
    • 学会等名
      XXIV Linear Accelerator Conference (LINAC08)
    • 発表場所
      Victoria (Canada).
    • 年月日
      2009-10-03
  • [学会発表] Laser-induced Z-field emission for the application of polarized electron source2009

    • 著者名/発表者名
      冨澤宏光
    • 学会等名
      The 3rd workshop of photocathode physics
    • 発表場所
      名古屋大学(愛知県)
    • 年月日
      2009-10-02
  • [学会発表] Alternative scheme instead of NEA surface for polarized electron source2009

    • 著者名/発表者名
      冨澤宏光
    • 学会等名
      TILC09- Joint AVFA Physics and Detector Workshop and GDE Meeting on International Linear Collider
    • 発表場所
      国際会議場 エポカルつくば(茨城県)
    • 年月日
      2009-04-19
  • [備考] 受賞等

  • [産業財産権] 軸対称偏光ビーム変換素子2010

    • 発明者名
      冨澤宏光、小林実
    • 権利者名
      (独)理化学研究所、(株)ナノフォトン
    • 産業財産権番号
      特願,特願2010-243071
    • 出願年月日
      2010-10-29
  • [産業財産権] 格段がモジュール化された多段増幅式レーザーシステムの自動最適化システム2010

    • 発明者名
      冨澤宏光、児島孝則
    • 権利者名
      (財)高輝度光科学研究センター、(株)光フィジックス研究所
    • 産業財産権番号
      特願,特願2010-81135
    • 出願年月日
      2010-03-31
  • [産業財産権] 偏極電子銃、偏極電子線の発生方法、電子銃の評価方法、及び逆電子分光方法2009

    • 発明者名
      冨澤宏光、西谷智博
    • 権利者名
      (財)高輝度光科学研究センター、(独)理化学研究所
    • 産業財産権番号
      特願,特願2009-063992
    • 出願年月日
      2009-03-17
  • [産業財産権] 電子銃、電子顕微鏡、及び電子発生方法2008

    • 発明者名
      冨澤宏光
    • 権利者名
      (財)高輝度光科学研究センター
    • 産業財産権番号
      特願,特願2008-175843
    • 出願年月日
      2008-07-04

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公開日: 2012-01-26   更新日: 2016-04-21  

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