• 研究課題をさがす
  • 研究者をさがす
  • KAKENの使い方
  1. 課題ページに戻る

2022 年度 実施状況報告書

ダイヤモンド検出素子を用いた放射光ビームのパルス・モード計測と伝送線路の耐熱化

研究課題

研究課題/領域番号 21K12530
研究機関公益財団法人高輝度光科学研究センター

研究代表者

青柳 秀樹  公益財団法人高輝度光科学研究センター, ビームライン技術推進室, 主幹研究員 (20416374)

研究期間 (年度) 2021-04-01 – 2024-03-31
キーワード光ビーム位置モニタ / パルス・モード計測 / マイクロストリップライン / 放射光ビームライン / ダイヤモンド・ヒートシンク
研究実績の概要

大型放射光施設SPring-8の偏向電磁石ビームラインに比べ格段に放射光強度の高い挿入光源ビームラインにおいて、パルス毎の位置計測を可能とするパルス・モード計測型光ビーム位置モニタの性能評価に取り組んだ。今年度は、(a)位置感度の評価、(b)分解能の評価、及び、(c)ユーザー運転中のTop-up入射時のビーム振動の観測について以下のような成果が得られた。
(a)位置感度:蓄積リングのビームシェーカを用いて水平/垂直方向にベータトロン振動を励起することにより評価して、蓄積リングのシングルパスBPMとの比較において、垂直方向、水平方向ともに良い線形性を確認した。
(b)分解能:帯域 4GHzのオシロスコープにて、水平 4.5 μm std/垂直 4.5 μm std の値が得られた。オシロスコープ内蔵の機能を利用して帯域をデジタル的に 200MHz に設定した場合、水平 1.7 μm std/垂直 1.2 μm std まで高められることが分かった。ローパスフィルターを用いるとハルス長が伸びるが、バンチ間隔が広い場合には、高速 ADC でパルス波高を読み出しやすくなることが期待できる。
(c)入射時のビーム振動観測:ユーザー運転中に2種類のフィリンングパターンでパルス毎のビーム振動を観測した。"203 bunches mode(バンチ間隔23.6 ns)"においては、蓄積される全パルスを個別に観測した。また "11/29-bunches + 1 bunch mode(5 mA孤立バンチ)" においては、入射パルスが入射後約500μsに亘り振動が継続することを観測した。
これらの結果は、本モニタの実用性を示すものである。また、これらの評価実験を通じて高熱負荷に対する耐久性も確認することが出来た。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

放射光強度が格段に高い挿入光源ビームラインにおける評価実験において、光電子放出型の検出器を利用した場合でも、目標とする分解能(10μm以下)が得られることが明らかとなった。

今後の研究の推進方策

放射光ビームラインにおける光位置モニタは、電子ビームの動態を診断する役割だけでなく、利用実験に直接的に資することも求められる。今後は、高周波回路を改良することなどで、より効果的なパルス毎のビーム位置の信号生成を目指す。

次年度使用額が生じた理由

光電子放出型の検出器を、放射光強度が格段に高い挿入光源ビームラインにて評価実験を実施したところ、目標とする高い分解能が得られることが示唆された。そのため、高額となる新たな検出素子の製作を一時中断して、高速データ処理ソフトを導入などに振り分けた。これにより、精度の高い性能評価実験が可能となり、目標の分解能を達成できることを確認した。今後は、新たなモニタをビームラインに導入するために助成金を使用して、高周波回路の改良することなどで、より効果的なパルス毎のビーム位置の信号生成を目指す。

  • 研究成果

    (2件)

すべて 2022

すべて 学会発表 (2件) (うち国際学会 1件)

  • [学会発表] Pulse-by-pulse photon beam position measurements at the SPring-8 undulator beamline2022

    • 著者名/発表者名
      H. Aoyagi, H. Osawa, K. Kobayashi, T. Fujita, S. Takahashi
    • 学会等名
      The 11th International Beam Instrumentation Conference 2022 (IBIC 2022)
    • 国際学会
  • [学会発表] 放射光ビームラインにおけるパルス・モード計測型光位置モニタの評価2022

    • 著者名/発表者名
      青柳秀樹, 大沢仁志, 小林和生, 藤田貴弘, 高橋直
    • 学会等名
      第19回 日本加速器学会年会

URL: 

公開日: 2023-12-25  

サービス概要 検索マニュアル よくある質問 お知らせ 利用規程 科研費による研究の帰属

Powered by NII kakenhi