1993 Fiscal Year Annual Research Report
中出力・高クォリティ・サブミリ波ジャイロトロンの高周波化と応用
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04405004
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| Research Institution | University of Fukui |
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Principal Investigator |
出原 敏孝 福井大学, 工学部, 教授 (80020197)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
田中 茂利 福井工業高等専門学校, 校長 (20025240)
小川 勇 福井大学, 工学部, 助教授 (90214014)
立川 敏明 福井大学, 工学部, 助教授 (00020206)
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| Keywords | ジャイロトロン / サブミリ波 / サイクロトロン高調波 / プラズマ計測 / サブミリ波光源 / 周波数変調 / 振幅変調 |
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| Research Abstract |
1.ジャイロトロン出力の周波数変調,ジャイロトロン出力の周波数変調を行うため,電子ビームエネルギーを変調して,相対論効果によりサイクロトロン周波数を変調することを試みた。この成果に基ずいて,二つのサイクロトロン基本周波数で動作する共振器モードを高速で切り替えることに成功した。これに引き続き,基本波と2次高調波で動作する二つの共振器モードを切り替えることを試みた。これらの結果は,ジャイムトロン出力の周波数を高速で変化させる実験としては,最初の試みであり,ジャイロトロンの広範囲の利用に道を開くものとして注目されている。
2.ジャイロトロン出力の振幅変調,ジャイロトロン出力の振幅変調を行うため,電子銃の陽極電圧を変調して電子ビームの速度分布に変調を加えることを試みた。この成果に基ずき,ジャイロトロン出力の振幅変調を行い,周波数600kHzに到る高周波数の変調に成功した。変調レベルも100%まで任意に変化させることができる。実験結果は,解析的手法と計算機シミュレーションの双方により,定量的に説明できる。
3.12T超伝導マグネットを用いた300μmまで波長可変のサブミリ波ジャイロトロンの製作,現有の12T超伝導マグネット中に,平成4年度に設計試作したジャイロトロン管を設置して,3次高調波動作を12Tの強磁場のもとで行うことにより,波長300μmまでの動作を実現する実験を開始した。現在までに,サイクロトロン基本波と2次高調波を併用することにより,周波数領域159〜587GHzを覆うジャイロトロンを実現した。今後,新たに購入する17T超伝導マグネットを用いて,3次高調波動作を行わせることにより,当初の目標である1THz(波長300μm)を超えるジャイロトロンを開発する予定である。
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[Publications] T.Idehara: "Development of a High-Frequency,Second-Harmonic Gyrotron Tunable up to 636 GHz" Phys.of Fluids. B5. 1377-1379 (1993)
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[Publications] K.D.Hong: "Application of Blazed Gratings to Millimeter-Submillimeter Wave Gyrotrons" J.Appl.Phys.74. 2197-2202 (1993)
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[Publications] K.D.Hong: "A 150-600 GHz Step-Tunable Gyrotron" J.Appl.Phys.74. 5250-5258 (1993)
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[Publications] T.Idehara: "Development of submillimeter wave gyrotrons" Digest of Second International workshop on Strong Microwave in Plasmas 15-22 August. S7 (1993)
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[Publications] T.Idehara: "Development of medium power,submillimeter wave gyrotrons" Digest of 18th International Conference on Infrared and Millimeter Waves,6-10 September,1993,Colchester. 533-534 (1993)
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[Publications] Y.Shimizu: "Development of submillimeter wave gyrotrons for plasma diagnostics" Digest of Fifth International Toki Conference on Plasma Physics and Controlled Nuclear Fusion. 11 (1993)
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[Publications] T.Idehara: "High-Frequency,Amplitude Modulation of a Submillimeter Wave,Medium Power Gyrotron" Phys.of Plasma. (in press).
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[Publications] P.W.Fekete: "Scattering from Discrete Alfven Waves in a Tokamak Using a Gyrotron Radiation Source" Plasma Phys.and Controlled Fusion. (in press).
