2007 Fiscal Year Annual Research Report
微小電子源からの空間変調電子ビームを用いたテラヘルツ帯自由電子レーザの研究
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17206036
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| Research Institution | Shizuoka University |
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Principal Investigator |
三村 秀典 Shizuoka University, 電子工学研究所, 教授 (90144055)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
根尾 陽一郎 静岡大学, 電子工学研究所, 助教 (50312674)
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| Keywords | 電界放射微小電子源 / スミスパーセル光 / 自由電子レーザ / GaAs / 光カソード / 回折格子 |
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| Research Abstract |
1.シリコン電界放射微小電子源からの直流状の電子ビームをアルミ製回折格子上を通過させ,近赤外領域(波長1100〜1500nm)でのスミスパーセル放射光を観測した。ビーム量は200nA,加速電圧は25kVから30kV,回折格子のピッチは416nmである。加速電圧を上昇するにつれ,発光波長のピークはブルーシフトした。これにより,観測した近赤外光はスミスパーセル光であることがわかった。
2.集束電極一体型微小電子源微小電子源の最大の欠点は,針状の電子源から電子ビームを取り出すため,ビームが広がることである。そこで,広がりを防ぐために,リアクティブイオンエッチングとエッチバック法を用いて,集束電極の高さを電子引き出し電極の高さより低くした新構造のシリコン集束電極一体型微小電子源を製作した。この電子源では,集束動作時においても,アノードに到達する電流量をマイクロアンペア以上に保つことができることがわかった。これは,従来の集束電極一体型微小電子源の欠点である,集束動作時におけるアノードに到達する電流量の著しい減少を克服するものである。
3.スミスパーセル放射光を高輝度化し,自由電子レーザを実現するためには,高周波パルス電子ビームを作る必要がある。高周波パルス電子ビームの発生にはパルス光により光カソードを励起するのが最も容易である。そこで,励起高周波パルス電子ビーム発生用GaAs光カソードを開発するため,GaAs表面にCsと酸素を交互に加えるYo-Yo法で負の親和力を形成する技術の確立を行った。その結果,GaAs表面を負の親和力にすることに成功し,He-Neレーザ(波長632.8nm),強度0.1mWの励起でマイクロアンペアの放出電流(量子効率約2%)を得ることに成功した。
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