2018 Fiscal Year Annual Research Report
High power terahertz vector beam by diffraction radiation
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18H03473
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| Research Institution | High Energy Accelerator Research Organization |
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Principal Investigator |
本田 洋介 大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構, 加速器研究施設, 助教 (40509783)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | テラヘルツ / 電子ビーム / 回折放射 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
KEKのコンパクトERL試験加速器では、低エミッタンス、短バンチ、高繰り返し大電流、の電子ビームが実現できる。穴あき金属板に電子ビームを通過させることで、コヒーレント回折放射によってテラヘルツ光が発生する。これは、ラジアル偏光の特徴をもっており、いわゆるベクトルビームと呼ばれるものの一種である。大強度テラヘルツベクトルビーム光源を確立することが、本研究の最初の目標である。
加速器で発生させたテラヘルツ光を、放射線シールドの外まで輸送するビームラインを整備している。テラヘルツ光は大気中の水分によって吸収されてしまうので、真空にしたダクトによる輸送ラインを製作した。また、テラヘルツ光は輸送途中に回折によって広がってしまうため、輸送ラインの途中には凹面鏡による収束光学系も配置した。
高強度のテラヘルツ光の発生には、電子ビームの短バンチ化、低エミッタンス化、高電荷化、が重要である。これらを同時に達成できるようにビーム調整を進めた。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
テラヘルツ光輸送ラインが完成し、真空圧力とその維持の確認を行った上で、真空中の光学系の設置が完了した。
電子ビームの短バンチ化の調整が進み、低バンチ電荷ではこれまでの半分以下の120fsのバンチ長が達成された。
概ね予定通りに進んでおり、次年度から実際にテラヘルツ光を輸送する実験にとりかかることができる。
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| Strategy for Future Research Activity |
高強度のテラヘルツ光の発生には、電子ビームの短バンチ化、低エミッタンス化、高電荷化、が重要である。これまでは低バンチ電荷でのビーム調整を行ってきたが、今後はより難易度が高い、高バンチ電荷でのビーム調整に重点をおいて進める。
テラヘルツ光輸送ラインのハードウェアは構成されたが、まずはそれらのアライメントを正確に行い、光路として成立させる必要がある。ビーム運転停止期間中に、調整作業を行う。
テラヘルツ光の輸送の確立には、まず回折放射のテラヘルツ発生点での光のサイズと発散を精密に調整する必要がある。輸送前の加速器放射線シールド内で遠隔制御して測定および調整を行い、輸送路に導入する。加速器シールドの外でテラヘルツ光を観測できるようにし、以降の実験で用いる準備を整える。
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