2021 Fiscal Year Annual Research Report
Development of an intense terahertz-wave source based on coherent Cherenkov radiation matched to circular plane wave
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19H04406
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| Research Institution | National Institute of Advanced Industrial Science and Technology |
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Principal Investigator |
清 紀弘 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 計量標準総合センター, 主任研究員 (20357312)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
境 武志 日本大学, 理工学部, 准教授 (20409147)
田中 俊成 日本大学, 理工学部, 研究員 (30155147)
小川 博嗣 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 計量標準総合センター, 主任研究員 (60356699)
住友 洋介 日本大学, 理工学部, 助教 (70729243)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 量子ビーム / 光源技術 / テラヘルツ |
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| Outline of Annual Research Achievements |
日本大学電子線利用研究施設のパラメトリックX線直線部に昨年度挿入した中空円錐管保持装置を活用し、装置内に設置した高抵抗シリコン製中空円錐管の中空部分へ、ビームサイズが0.5mm以下の電子ビームを通過させた。中空円錐管通過による電子ビームの損失がないことを確認し、トロイダルミラーを含むテラヘルツビームラインを利用して、中空円錐管にて発生した放射を放射線の影響を受けない実験室へ輸送した。
観測した放射強度は設計した平面波コヒーレントチェレンコフ放射の放射強度と比較して1/10以下しかなかった。しかし、マイケルソン干渉計にて観測したインターフェログラムには、中空円錐管の直後の偏向磁石にて発生し平面波コヒーレントチェレンコフ放射と同軸上にて輸送されるコヒーレントエッジ放射との干渉波形が観測された。光路差ゼロの位置から干渉波までの距離は、テラヘルツ帯域における高抵抗シリコンの屈折率を考慮して評価した中空円錐管内を通過する放射の光路差と一致しており、観測した放射が平面波コヒーレントチェレンコフ放射であることを証明していた。
コヒーレントエッジ放射と比較して平面波コヒーレントチェレンコフ放射の放射強度が低かった要因として、電子バンチ長に対して中空直径が大きかったことと高抵抗シリコンの屈折率が高くて反射損失が大きかったことが挙げられる。そこで新たに、結晶石英を使用した中空直径5mmの中空円錐管の作成を計画している。既存の中空円錐管と交換することによって、コヒーレント遷移放射の放射強度を上回るテラヘルツ光源になることが期待できる。
当助成事業を通じて得られた研究成果は積極的に公開し、査読付き国際誌および国際会議プロシーディングスに1報ずつ報告し、学術会議協力団体の学会誌に解説記事1報が掲載された。さらに、研究分担者らとともに内外の研究会にて多数の発表を行い、研究成果普及を実施した。
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| Research Progress Status |
令和3年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和3年度が最終年度であるため、記入しない。
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[Presentation] An Experimental Challenge with Accelerator and Plasma to Astrophysical Fast Radio Bursts2021
Author(s)
Y. Sumitomo, T. Asai, S. Kisaka, Y. Hayakawa, S. Inagaki, N. Kawanaka, D. Kobayashi, H. Koguchi, S. Kumagai, T. Sakai, N. Sei, T. Seki
Organizer
Optics & Photonics International Congress 2021 / High Energy Density Sciences 2021
Int'l Joint Research / Invited
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