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フォトニック結晶によるレーザー加速と電子発生のためのフォトカソードを一体化させたフォトニック結晶レーザー電子銃の実現には、加速構造の実現に加えて、どのようにカソードと加速構造を一体化させるのかが課題である。カソードが加速構造に対して強い境界条件を作ってしまうと、加速構造に誘起されるモードが定在波となり、加速モードの位相速度と加速される電子の速度との同期を加速構造自身の作りこみにより行う必要がでてきてしまう。そのような構造は工作精度を考えるとあまりにも非現実的である。そのような作りこみをおこなわずに、同期をとる方法が、加速構造の分散関係を利用することであり、そのため加速レーザー波長においてカソードは透過性を持たなくてはならない。また、励起波長において光電効果を生ずる必要がある。
本年度はフォトニック結晶レーザー電子銃のため、以上のような機能分離型のカソード開発に取り組んだ。キセノンランプ光源から広い波長範囲の光を分光するためのグレーティング分光器、制御のためのパソコンとソフトウエア開発、および反財率や透過率など光学特性の測定のためのパワーメーター、などの整備をおこなった。サンプルとして、光陰極として実績のあるZnドープGaAsを用い、透過率、反射率などの光学特性の測定を開始した。そのサンプルを化学洗浄などの前処理を行った後、真空容器中で活性化し、光電効果による電子発生が高い量子効率で生じることを確認した。また、フォトニック結晶レーザー電子銃では加速用のレーザーをカソード裏側から透過させて導入する予定であるが、そのための透過型カソードウエハー(厚み100ミクロン)を作成した。
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