２重コルゲート遅波構造を用いた広帯域パルス表面波発振器の研究

2013 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 23340173
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: プラズマ科学
• 研究機関: 新潟大学
• 研究代表者: 小椋 一夫 新潟大学, 自然科学系, 教授 (40214093)
• 研究分担者: 菅原 晃 新潟大学, 自然科学系, 准教授 (00270934) ; 山家 清之 新潟大学, 自然科学系, 助教 (90452474)
• 研究期間 (年度): 2011-11-18 – 2014-03-31
• キーワード: 周期的コルゲート / 表面波 / 高調波 / ミリ波 / テラヘルツ波 / 広帯域 / 電子ビーム / 冷陰極

研究概要

２重コルゲート遅波構造を用いた広帯域パルス表面波発振器の研究を行った。20-40GHz帯のコルゲート表面波の分散特性を数値解析と実験により調べた。２重コルゲート遅波構造を励起するための100kV以下の弱い相対論的電子ビームは熱陰極ではなく，ディスク型冷陰極を用いて生成した。大強度表面波励起により２割程度の広帯域動作を実現した。また数値解析により２重コルゲートの高次モードによる高周波化の可能性を調べ，実験により比較的大強度の高次モード動作が確認された。さらに表面波の周波数を170GHz帯まで拡張して大強度励起を実証した。大強度表面波励起をテラヘルツ帯へ展開する上で重要な研究成果である。

研究成果

• [雑誌論文] Experimental Study on G-band Oversized Backward Wave Oscillator Driven by Weakly Relativistic Electron Beam (2014)
  • 著者名/発表者名: Shota Magori, Kazuo Ogura, Takayuki Iwasaki, Junpei Kojima, Kiyoyuki Yambe, Shin Kubo, Takashi Shimozuma, Sakuji Kobayashi and Kohji Okada
  • 雑誌名: Plasma and Fusion Research 巻: Vol.9 ページ: 3406032_1-4
  • DOI: 10.1585/pfr.9.3406032
  • 査読あり
• [雑誌論文] Surface Waves in Oversized G-Band Slow-Wave Structures with Rectangular Corrugations (2014)
  • 著者名/発表者名: Kazuo Ogura, Akihiko Kojima, Fumiaki Kawabe, Kiyoyuki Yambe and Md. Ruhul Amin
  • 雑誌名: Plasma and Fusion Research 巻: Vol.9 ページ: 340622_1-4
  • DOI: 10.1585/pfr.9.3406022
  • 査読あり
• [雑誌論文] Experimental Study on Generation of Electron Beam Utilizing Cold Cathode in the Weakly Relativistic Energy Region (2013)
  • 著者名/発表者名: Kiyoyuki Yambe, Kazuo Ogura, Shinji Hasegawa, Takaki Shinada, Takayuki Iwasaki and Tsubasa Furuichi
  • 雑誌名: IEEE Transactions on Plasma Science 巻: Vol.41, No.10 ページ: 2781-2785
  • DOI: 10.1109/TPS.2013.2262505
  • 査読あり
• [雑誌論文] Normal Modes and Slow-Wave Instabilities in Oversized Coaxial Slow-Wave Structure with Rectangular Corrugations (2013)
  • 著者名/発表者名: Kazuo Ogura, Kiyoyuki Yambe, Kazumasa Yamamoto and Yoshihiro Kobari
  • 雑誌名: IEEE Transactions on Plasma Science 巻: Vol.41, No.10 ページ: 2729-2734
  • DOI: 10.1109/TPS.2013.2256932
  • 査読あり
• [雑誌論文] Cylindrical Surface Wave on Periodically Corrugated Metal Cylinder (2012)
  • 著者名/発表者名: Kazuo Ogura, Hiroshi Iiduka and Kiyoyuki Yambe
  • 雑誌名: Plasma and Fusion Research 巻: Vol.7 ページ: 2406022_1-4
  • DOI: 10.1585/pfr.7.2406022
  • 査読あり
• [学会発表] オーバーサイズ後進波発振器におけるスミス・パーセル放射 (2014)
  • 著者名/発表者名: 小椋一夫, 山家清之, 岩崎孝行, 馬郡匠汰, 小島惇平, 小島彬彦, 川辺史明
  • 学会等名: 電気学会パルスパワー研究会
  • 発表場所: 核融合科学研究所,土岐市
  • 年月日: 2014-01-08
• [学会発表] Beam Interactions with Surface Waves and Higher Order Modes in Oversized Backward Wave Oscillators (2013)
  • 著者名/発表者名: Kazuo Ogura, Akihiko Kojima, Fumiaki Kawabe and Kiyoyuki Yambe
  • 学会等名: 9th Asia Plasma and Fusion Association Conference
  • 発表場所: Gyeongju, Korea
  • 年月日: 2013-11-05
• [学会発表] Experimental Study on Smith-Purcell Radiations of Weakly Relativistic Oversized Backward Wave Oscillators (2013)
  • 著者名/発表者名: Takayuki Iwasaki, Kazuo Ogura, Shota Magori, Junpei Kojima and Kiyoyuki Yambe
  • 学会等名: 9th Asia Plasma and Fusion Association Conference
  • 発表場所: Gyeongju, Korea
  • 年月日: 2013-11-05
• [学会発表] 広帯域パルス表面波発振器用電子ビームダイオードの放電特性の測定 (2013)
  • 著者名/発表者名: 長田有人, 菅原晃 ,木戸勇也, 山家清之, 小椋一夫
  • 学会等名: 第66回電気関係学会九州支部連合大会
  • 発表場所: 熊本大学,熊本市
  • 年月日: 2013-09-25
• [学会発表] Experimental Study on Measurements of Plasma Current and Density in Atmospheric Pressure Plasma Jet (2013)
  • 著者名/発表者名: Kiyoyuki Yambe, Hiroki Saito and Kazuo Ogura
  • 学会等名: Combined conference of the IEEE International Conference on Plasma Science and the IEEE International Pulsed Power Conference
  • 発表場所: California, USA
  • 年月日: 2013-06-17