| 研究課題/領域番号 |
20K12486
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| 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 |
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研究代表者 |
宮原 房史 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 (20532691)
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| 研究分担者 |
周 翔宇 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, 研究機関講師 (30462865)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| キーワード | 加速器 / チェレンコフ放射 / 電子ビーム / ビーム診断 / 非線形光学 |
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| 研究実績の概要 |
本研究ではビーム近傍に設置した誘電体媒質から放出されるチェレンコフ回折放射を集光、増幅し、ビームを時間方向（進行方向）の任意の領域に区切ったビーム位置の測定することを目指している。電子ビームはビーム生成時やビーム輸送の条件次第でゆがむことがり、本研究が成功すれば、その原因の推定に役立ち、加速器のビーム性能向上に大きく寄与することが期待出来る。
本研究ではチェレンコフ回折放射を発生するチェレンコフBPM部分と、発生した光を増幅、測定する増幅・検出部で構成される。チェレンコフ回折放射を安定に増幅するためには一定の光量が必要となり、誘電体をビーム近傍に設置すること、誘電体を大きくすることで光の強度を増やすことが可能である。チェレンコフ回折放射は電子ビームが誘電体を直接通過した場合に比べて発光量が非常に少ないため、ビームのハローが誘電体を通過してしまうと、この直接的なチェレンコフ放射が大きなノイズとなってしまうことが分かった。現在、チェレンコフBPM部分に関しては入射器のビームとハローの量をワイヤースキャナーを用いた測定で間接的に調べ、より適切な設置位置を検討している。また誘電体を大きくすると発光点や集光される光ファイバーまでの光路差が時間分解能を悪化させてしまうため、誘電体の大きさ、形状と集光方法について最適化を行っている。光の増幅・検出部では光を２つに分けて、プローブ光と測定する光に分ける部分の詳細設計を始めた。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
3: やや遅れている
理由
KEK電子陽電子入射器の電子ビームに合わせた設計を行っているが、当初予定していた測定器の設置箇所ではビームロスによるノイズの影響が大きいことが分かった。設置に適した場所に合わせて誘電体とビームの距離の最適化の評価を行っている。
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| 今後の研究の推進方策 |
チェレンコフBPM部分の設計を2021年度夏までに終わらせ、年度内に製作、設置を行う予定である。
はじめにチェレンコフ回折放射自体の確認を行い、十分な光量が確認出来た後に増幅・検出部の最終設計を行う。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
ビームハローの影響が当初の想定よりも大きかったため、チェレンコフBPMの設計を慎重に行う必要があり、設計が次年度にまたがった。本年度に前年度で予定していた予算で製作を行う。
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