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従来の電子ビーム放射を用いた電磁波放射の手法に、今世紀になって新たに登場したメタマテリアルを導入し、従来の限界を打ち破るテラヘルツ放射源を開発する基礎研究を行う。メタマテリアルの導入によりスミス-パーセル放射などを用いた自由電子レーザーの発振条件を緩和するとともに、放射強度の増大を目指す。理論解析、計算機シミュレーション、負の屈折率メタマテリアルの表面、電磁波の特性を調べた。表面電磁波の位相速度、群速度、エネルギー伝播速度などの基本特性を解明する。周期構造体については、スミス-パーセル放射の特徴も解明した。特に、メタマテリアルの有効誘電率と有効透磁率が、放射特性にどのような影響を与えるかを系統的に調べた。
ブラッグ反射機構付きグレーティング放射装置を理論・シミュレーションで研究した。発振電流とブラッグ反射グレーティングの周期長さや周期数などとの依存性を解明した。超放射発生過程、放射強度とビーム電流の関係、出力とブラッグ反射機構の反射率などを調べた。ブラッグ反射機構の効果を明らかにすることができた。
スミス・パーセル実験専用の電子ビーム発生装置及びスミス・パーセル放射検出器を製作し設置した。現在、電子ビームの電流発生実験を進めており、これからスミス・パーセル実験を実施する。
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