高周波数ジャイロトロンにおける周波数連続可変性と高性能化の研究

2013 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 23760307
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 電子デバイス・電子機器
• 研究機関: 独立行政法人日本原子力研究開発機構 (2013); 福井大学 (2011-2012)
• 研究代表者: 池田 亮介 独立行政法人日本原子力研究開発機構, 核融合研究開発部門 那珂核融合研究所, 任期付研究員 (80533364)
• 研究期間 (年度): 2011 – 2013
• キーワード: ジャイロトロン / Gyro-BWO / テラヘルツ / サブミリ波 / 電子管 / 周波数可変性 / 蛋白質 / 動的核偏極

研究概要

蛋白質構造解析のために，周波数連続可変性を有する高出力光源であるジャイロトロンの開発を行った．磁場強度の掃引により，本研究の目標である395GHz周辺にて約4GHzに亘る周波数連続可変性と50W以上の発振出力を達成した．加えて,電子銃のアノードとカソード間電圧の掃引でも約1GHzの周波数可変性を実現した．今回開発した周波数連続可変ジャイロトロンは,400GHz帯において最高性能を実現した．

研究成果

• [雑誌論文] Broadband Continuously Frequency Tunable Gyrotron for 600MHz DNP-NMR Spectroscopy (2014)
  • 著者名/発表者名: R. Ikeda, Y. Yamaguchi, Y. Tatematsu, T. Idehara, I. Ogawa, T. Saito, Y. Matsuki and T. Fujiwara
  • 雑誌名: Plasma and Fusion Research 9 ページ: 1206058-1-3
  • 査読あり
• [雑誌論文] Development of broadband frequency tunable gyrotron operating at the fundamental resonance for 600 MHz DNP-NMR spectroscopy, Proceedings of the 38th International Conference on Infrared (2013)
  • 著者名/発表者名: R. Ikeda, T. Idehara, Y. Tatematsu, I. Ogawa, Y. Yamaguchi, T. Kanemaki and T. Saito
  • 雑誌名: Millimeter, and Terahertz Waves, WE-P2-80
• [雑誌論文] Helium-cooling and -spinning dynamic nuclear polarization for sensitivity-enhanced solid-state NMR at 14 T and 30 K (2012)
  • 著者名/発表者名: Y. Matsuki, K. Ueda, T.Idehara, R. Ikeda, I. Ogawa, S. Nakamura, M. Toda, T. Anai and T. Fujiwar
  • 雑誌名: Journal of Magnetic Resonance 225 ページ: 1-9
  • 査読あり
• [雑誌論文] Formation of a laminar electron flow for 300 GHz high-power pulsed gyrotron (2012)
  • 著者名/発表者名: Y. Yamaguchi, Y. Tatematsu, T. Saito, R. Ikeda, J.C. Mudiganti, I. Ogawa, and T. Idehara
  • 雑誌名: Physics of Plasmas 巻: 19 ページ: 113113-1-6
  • 査読あり
• [雑誌論文] Observation of Dynamic Interactions between Fundamental and Second-Harmonic Modes in a High-Power Sub-Terahertz Gyrotron Operating in Regimes of Soft and Hard Self-Excitation (2012)
  • 著者名/発表者名: T. Saito, Y. Tatematsu, Y. Yamaguchi, S. Ikeuchi,S. Ogasawara, N. Yamada, R. Ikeda, Ogawa, and T. Idehara
  • 雑誌名: Physical Review Letters 109 ページ: 155001-1-5
  • 査読あり
• [雑誌論文] Generation of high power sub-terahertz radiation from a gyrotron with second harmonic oscillation (2012)
  • 著者名/発表者名: T. Saito, N. Yamada, S. Ikeuchi, S. Ogasawara, Y. Tatematsu, R. Ikeda, I. Ogawa, T. Idehara, V.N. Manuilov, T.Shimozuma, S. Kubo, M. Nishiura, K. Tanaka, and K. Kawahata
  • 雑誌名: Physics of Plasmas 19 ページ: 063106-1-9
  • 査読あり
• [雑誌論文] Formation of Laminar Electron Flow for a High-Power Sub-THz Gyrotron (2012)
  • 著者名/発表者名: Y. Yamaguchi, Y. Tatematsu, T. Saito, R. Ikeda, J.C. Mudiganti, I. Ogawa and T. Idehara
  • 雑誌名: Plasma and Fusion Research 巻: Volume 7 ページ: 1205004-1-3
  • 査読あり
• [雑誌論文] Development of a kW Level-200 GHz Gyrotron FU CW GI with an Internal Quasi-optical Mode Convertor (2012)
  • 著者名/発表者名: Y. Tatematsu, Y. Yamaguchi, T. Idehara, T. Ozeki, R. Ikeda, T. Kanemaki, I. Ogawa and T. Saito
  • 雑誌名: Journal of Infrared, Millimeter and Terahertz Waves 33 ページ: 292–305
  • 査読あり
• [雑誌論文] Application of Continuously Frequency-Tunable 0.4 THz Gyrotron to Dynamic Nuclear Polarization for 600 MHz Solid-State NMR (2012)
  • 著者名/発表者名: Y. Matsuki, K. Ueda, T. Idehara, R. Ikeda, K. Kosuga, I. Ogawa, S. Nakamura, M. Toda, T. Anai and T. Fujiwara
  • 雑誌名: Journal of Infrared, Millimeter and Terahertz Waves 33 ページ: 745–755
  • 査読あり
• [雑誌論文] Development of a continuously frequency tunable gyrotron operating at the fundamental resonance for 600 MHz DNP-NMR spectroscopy (2012)
  • 著者名/発表者名: R. Ikeda, T. Idehara, I. Ogawa, Y. Tatematsu, T.H. Chang, N.C. Chen, Y. Matsuki, K. Ueda and T. Fujiwara
  • 雑誌名: Proceedings of the 37th International Conference on Infrared, Millimeter, and Terahertz Waves, Tue-Pos-29
• [雑誌論文] Development of a table-top 200 GHz gyrotron FU CW CII with an internal mode convertor (2012)
  • 著者名/発表者名: R. Ikeda, Y. Tatematsu, T. Idehara, J.C. Mudiganti, T. Ozeki, T. Kanemaki, I. Ogawa, and T. Saito
  • 雑誌名: Proceedings of the 37th International Conference on Infrared, Millimeter, and Terahertz Waves, Mon-C-3-4
• [雑誌論文] A table-top 200 GHz gyrotron FU CW CII with an internal mode converter (2012)
  • 著者名/発表者名: R. Ikeda, Y. Tatematsu, T. Idehara, J.C. Mudiganti, T. Ozeki, T. Kanemaki, I. Ogawa, and T. Saito
  • 雑誌名: Proceedings of the 4th International Workshop on Far-Infrared Technologies
• [雑誌論文] 200 GHz帯におけるコンパクトジャイロトロンの設計及び400 GHz帯における周波数連続可変ジャイロトロンの開発 (2012)
  • 著者名/発表者名: 池田亮介,出原敏孝,立松芳典,小川勇,山口裕資,Jagadish. C. Mudiganti,斉藤輝雄
  • 雑誌名: 映像情報メディア学会技術報告36 巻: 5 ページ: 19-26
• [雑誌論文] Design of a tabletop gyrotron with an internal mode converter (2011)
  • 著者名/発表者名: R. Ikeda, Y. Tatematsu, T. Idehara, Y. Yamaguchi, J.C. Mudiganti, T. Ozeki, I. Ogawa and T. Saito
  • 雑誌名: Proceedings of the 36th International Conference on Infrared, Millimeter, and Terahertz Waves
• [学会発表] Development of broadband frequency tunable gyrotron operating at the fundamental resonance for 600 MHz DNP-NMR spectroscopy (2013)
  • 著者名/発表者名: R. Ikeda, T. Idehara, Y. Tatematsu, Isamu Ogawa, Y. Yamaguchi, T. Kanemaki and T. Saito
  • 学会等名: The 38th International Conference on Infrared, Millimeter, and Terahertz Waves
  • 発表場所: Maintz, Germany
  • 年月日: 20130901-06
• [学会発表] Development of 203 GHz/ 1 kW table-top size gyrotron FU CW CII (2013)
  • 著者名/発表者名: R. Ikeda, Y. Tatematsu, T. Idehara, Y. Yamaguchi, I. Ogawa and T. Saito
  • 学会等名: International Symposium on Development of Terahertz Gyrotrons and Applications
  • 発表場所: University of Fukui
  • 年月日: 20130901-06
• [学会発表] 400GHz帯高周波数ジャイロトロンにおける周波数連続可変性と高性能化の研究II (2013)
  • 著者名/発表者名: 池田亮介,桑原太貴,出原敏孝,小川勇,立松芳典,松木陽,植田啓介,藤原敏道, T.H.Chang
  • 学会等名: 日本物理学会2013春季大会
  • 発表場所: 広島大学東広島キャンパス
  • 年月日: 20130326-29
• [学会発表] 203 GHzコンパクトジャイロトロンFU CW CIIの開発 (2012)
  • 著者名/発表者名: 池田亮介,桑原太貴,出原敏孝,小川勇,立松芳典,松木陽,植田啓介,藤原敏道, T.H.Chang
  • 学会等名: プラズマ・核融合学会第29回年会
  • 発表場所: 福岡県春日市クローバープラザ
  • 年月日: 20121127-30
• [学会発表] Development of a table-top 200 GHz gyrotron FU CW CII with an internal mode convertor (2012)
  • 著者名/発表者名: R. Ikeda, Y. Tatematsu, T. Idehara, Y. Yamaguchi, I. Ogawa and T. Saito
  • 学会等名: The 37th International Conference on Infrared, Millimeter, and Terahertz Waves
  • 発表場所: Wollongong, Australia
  • 年月日: 20120924-28
• [学会発表] Development of a continuously frequency tunable gyrotron operating at the fundamental resonance for 600 MHz DNP-NMR spectroscopy (2012)
  • 著者名/発表者名: R. Ikeda, T. Idehara, I. Ogawa, Y. Tatematsu, T.H. Chang, N.C. Chen, Y. Matsuki, K. Ueda and T. Fujiwara
  • 学会等名: The 37th International Conference on Infrared, Millimeter, and Terahertz Waves
  • 発表場所: Wollongong, Australia
  • 年月日: 20120924-28
• [学会発表] 600MHz DNP-NMR分光の為の400GHz帯周波数連続可変ジャイロトロンGyrotron FU CW VIBの開発 (2012)
  • 著者名/発表者名: 池田亮介,桑原太貴,出原敏孝,小川勇,立松芳典,松木陽,植田啓介,藤原敏道, T.H.Chang
  • 学会等名: 日本物理学会2012秋季大会
  • 発表場所: 横浜国立大学
  • 年月日: 20120918-21
• [学会発表] 400GHz帯高周波数ジャイロトロンにおける周波数連続可変性と高性能化の研究 (2012)
  • 著者名/発表者名: 池田亮介,桑原太貴,立松芳典,山口裕資,出原敏孝,小川勇,斉藤輝雄
  • 学会等名: 日本物理学会2012秋季大会
  • 発表場所: 横浜国立大学
  • 年月日: 20120918-21
• [学会発表] A table-top 200 GHz gyrotron FU CW CII with an internal mode converter (2012)
  • 著者名/発表者名: R. Ikeda, Y. Tatematsu, T. Idehara, J.C. Mudiganti, T. Ozeki, T. Kanemaki, I. Ogawa and T. Saito
  • 学会等名: The 4th International Workshop on Far-Infrared Technologies
  • 発表場所: University of Fukui, Japan
  • 年月日: 20120307-09
• [学会発表] 200 GHz帯におけるコンパクトジャイロトロンの設計及び400 GHz帯における周波数連続可変ジャイロトロンの開発 (2012)
  • 著者名/発表者名: 池田亮介,出原敏孝,立松芳典,小川勇,山口裕資,Jagadish. C. Mudiganti,斉藤輝雄
  • 学会等名: 第9回赤外放射の応用関連学会年会
  • 発表場所: 東京工科大学
  • 年月日: 2012-02-07
• [学会発表] Design of a tabletop gyrotron with an internal mode converter (2011)
  • 著者名/発表者名: R. Ikeda, Y. Tatematsu, T. Idehara, Y. Yamaguchi, J.C. Mudiganti, T. Ozeki, I. Ogawa and T. Saito
  • 学会等名: The 36th International Conference on Infrared, Millimeter and Terahertz Waves
  • 発表場所: Houston, USA
  • 年月日: 20111002-07
• [学会発表] T.H. Chang,N.C. Chen,基本波発振による400GHz帯周波数連続可変ジャイロトロンの開発 (2010)
  • 著者名/発表者名: 池田亮介,出原敏孝,小川勇,立松芳典,山田幸毅,山口裕資,斉藤輝雄,松木陽,植田啓介,藤原敏道
  • 学会等名: プラズマカンファレンス2011
  • 発表場所: 石川県立音楽堂
  • 年月日: 20101122-25