研究課題
フェムト秒パルスレーザー3倍高調波出力の高強度化(1.0mJから2.7mJへ)及び高安定化(pointing and energy stability <1.0%)を進め、光カソードからの90フェムト秒電子単バンチビーム生成・加速(8MeV)および遷移放射又はスミスパーセル放射によるブロードバンド又は準単色THz(0.3～10THz)特性測定を行った。現状、光高周波電子銃空洞の最大加速電界が80MV/mで120MV/mに達していない為、空間電荷効果を無視できるマイクロバンチ電荷量が1pCから2pC程度であり、スミスパーセル放射で放射電磁波エネルギーは1uJ程度であった。2から4ミクロバンチ生成によるTHz超放射確認実験は、30cm-5周期小型ウィグラー磁石を使って行った。ウィグラー磁石Gap調整によりFEL共鳴放射条件を満足させた結果、Sub-THz超放射測定に成功した。英国、ロシア、インドのTHz利用研究者達が予備実験を開始した。ロシアの研究者の測定実験において、マイクロバンチ電子ビームは安定で規格化エミッタンスは4から5x10E(-6)mであった。Single micro-bunch測定で得られた電磁波エネルギーは約200nJ、時間幅測定160fsからPeak Power 約2MWが確認できた。4 micro-bunch運転での干渉効果によって、8MWのPeak Power生成を300GHz電磁波で測定した。ウィグラー磁石や遷移放射及びスミスパーセル放射のスペクトル測定により、6THzまでの高調波電磁波測定に成功しているので、Pre-bunched FELの実証実験は行えた。放射Peak Powerを数THz領域で10MW以上にするには、電子銃空洞内の最大加速電界を100MV/m以上にすれば可能であることもSimulationにより明らかになっている。3ヶ月程度の空洞高電界運転調整後、100MV/m加速を達成できるので、非線形現象研究を含めた高輝度THzビームの国際共同利用実験を展開する。
27年度が最終年度であるため、記入しない。
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Nuclear Instruments and Methods in Physics Research B
巻: 355 ページ: 160-163
10.1016/j.nimb.2015.03.004
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PHYSICAL REVIEW SPECIAL TOPICS - ACCELERATORS AND BEAMS
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