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) and Cs(7
) by femtosecond laser pulses山田 秀尚; 横山 啓一; 寺西 慶哲*; 杉田 明宏; 白井 稔三*; 青山 誠; 赤羽 温; 井上 典洋*; 上田 英樹*; 山川 考一; et al.
Physical Review A, 72(6), p.063404_1 - 063404_5, 2005/12
被引用回数：6 パーセンタイル：31.21(Optics)量子制御による近接準位の超高速で精確な選択の実証を報告している。波形整形器で位相ロックされたフェムト秒パルス対を作り、これによってセシウム原子を基底状態からCs(7)及びCs(7)状態へ二光子吸収によって励起させているそれぞれのスピン-軌道状態からの蛍光検出によって、励起状態のポピュレーションを測定している。パルス対の位相差を制御することによって、精確な超高速選択が達成されている。パルスペアの遅延時間400フェムト秒以内の条件において、選択比の最小に対する最大の比は1000を超えている。
前原 直; Zheng, X.*; 渡辺 聡彦*; 木代 純逸*; 高山 健*; 堀岡 一彦*; 小川 雅生*; 川崎 温*; 志甫 諒
JAERI-Research 2004-007, 40 Pages, 2004/03
JAERI-Research-2004-007.pdf:4.48MB
大電流線形誘導加速器の開発として、1995年から2002年までの共同研究の成果と原研独自の研究成果を総括した。線形誘導加速器の要素開発として、東工大が行った強磁性体のファイメットコアについて、250kV-100nsの誘導電圧に対して1kHzの繰返し運転が可能であることが判明した。またKEKでは1MHzの高繰返パルスモジュレータの開発に成功した。電子ビーム加速実験では、原研が1MeV-1kAの低エミッタンス電子銃を設計し、2MeVまでの追加速に成功した。イオン加速では、東工大が120kV-200mAのCu
イオンの引出しに成功した。また線形誘導加速器の応用として、原研が2MeVにおいてXバンドFELの設計を行い、200MWのBWOに成功に基づき、コンパクトな発振系であるBWO-FELの概念設計を提案し、Xバンドにおいて500MW-800MWの大出力発振系の開発に目処がついた。またその他の線形誘導加速器を使った実験や計画について、MTX実験や高勾配加速器,誘導型シンクロトン,ニュトリノファクトリ計画を解説し、全体を総括した。
森本 巌; Zheng, X. D.*; 前原 直; 木代 純逸*; 高山 健*; 堀岡 一彦*; 石塚 浩*; 川崎 温*; 志甫 諒
Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A, 475(1-3), p.509 - 513, 2001/12
被引用回数：0 パーセンタイル：0.01(Instruments & Instrumentation)ミリ波帯自由電子レーザーのシードパワー源として、線形誘導加速器La
を用いたBWO実験研究が行われている。La
では、ビームエネルギー1MeV,ビーム電流数kA,パルス幅100nsの電子ビームを加速している。BWO実験では、アニュラービームをガイド磁場ITを用いてコルゲート導波管へ入射している。今までのところ、9.8GHz, 200MWの発振に成功している。このBWO実験では、電子銃からコルゲート導波管入口へのアニュラービームの伝送が重要である。今回、このビーム伝送実験の詳細について発表する。
前原 直; 森本 巌*; Zheng, X.*; 木代 純逸*; 高山 健*; 堀岡 一彦*; 川崎 温*; 石塚 浩*; 志甫 諒
Proceedings of 13th International Conference on High-Power Particle Beams (BEAMS 2000) (CD-ROM), 4 Pages, 2000/00
核融合分野、加速器分野、環境分野への応用研究を目指して、インダクションライナック(線形誘導加速器)を用いたGW級大出力ミリ波FEL研究をKEKや大学との共同研究により進めている。インダクションライナックでは、~4.0MeVにおいて~3kAレベルの電子ビーム加速が可能であり、現在はビームエネルギー2.0MeVを用いた9.4GHz FELを目指したビーム伝送実験を進めている。3次元FEL解析結果により数100MW以上の発振を得るには、
3cmの1kAの電子ビーム伝送、1mm Rad程度の低ビームエミッタンスが必要であることが明らかになった。この条件を満たすためには、カソード表面のみから電界放出により電子銃の設計が必要であり、カソード表面の電解分布を乱す金属面からの電子ビーム放出を抑えることが重要である。このためには金属面の垂直電界強度を140kV/cm以下にすることが有効であり、電子銃部の設計及びビーム伝送実験について発表する。
志甫 諒; Zheng, X.*; 森本 巌*; 前原 直; 南 一男*; 木代 純逸*; 川崎 温*
Proceedings of 13th International Conference on High-Power Particle Beams (BEAMS 2000) (CD-ROM), 4 Pages, 2000/00
原研ではミリ波FELにおける大出力シードパワーのためにBWO発振研究を進めている。今年3月には9.8GHz帯において国内最大出力の210MW発振に成功した。原研におけるこれらの結果を報告する。
前原 直; 森本 巌*; Zheng, X.; 木代 純逸*; 高山 健*; 川崎 温*; 志甫 諒
信学技報, 99(498), p.63 - 66, 1999/12
フォーカスィングウイグラーの設計条件として、発振周波数9.4GHz、発振出力500MW以上、電子ビームエネルギー2MeVウイグラーピッチ数20以下の下に、3次元自由電子レーザー解析コードを用いて設計を行った。ウイグラー磁場による電子ビームの蛇行運動方向(x軸方向)の波数Rxを15.7[cm
]とするフォーカスィングウイグラーの断面形状により、また100kWの高周波入力電力、16ピッチ数から20ピッチ目にかけてウイグラー磁場強度をBy=1.8kGからBy=0.6kGに線形的に減衰することにより、高周波変換効率35%、高周波出力700MWの解析結果が得られた。本講演では、さらに詳細なフォーカスィングウイグラーの設計について述べる。
X.D.Zheng*; 志甫 諒; 前原 直; 中村 英滋*; 渡辺 聡彦; 小荒井 徹*; 高山 健*; 木代 純逸*; 南 一男*; 小川 雅生*; et al.
Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A, 407(1-3), p.198 - 202, 1998/00
被引用回数：1 パーセンタイル：22.13(Instruments & Instrumentation)ミリ波帯における自由電子レーザー(FEL)の研究を行っている。FELの発振効率を上げるためには、プレバンチングされた電子ビームは有効である。我々はコルゲート導波管による後進波発振器(BWO)を用いたプレバンチャーFELを提案している。本講演では、コルゲート導波管によるビームバンチングと発振特性に関するシミュレーション結果と1MeV、3kAのイングクショライナックLax-1を用いて実験結果について、詳細に報告する。
石塚 浩*; 川崎 温*; 久保 治也*; 渡辺 聡彦*; 志甫 諒
Japanese Journal of Applied Physics, 35(10), p.5471 - 5478, 1996/10
被引用回数：4 パーセンタイル：26.12(Physics, Applied)静電四重極レンズを使って、フィールドエミッターアレイより発生した電子ビームのエミッタンスを診断する新手法が得られた。
志甫 諒; 渡辺 聡彦*; 川崎 温*; 石塚 浩*; 高山 健*; 木代 純逸*; 進藤 高俊*; 藤岡 知夫*
Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A, 375(1-3), p.396 - 400, 1996/00
被引用回数：4 パーセンタイル：43.42(Instruments & Instrumentation)原研の開発を進めている大電流加速器JLAによる、ミリ波自由電子レーザの、核融合加熱以外の応用として、人工的に雷を制御する技術の提案を行い、その有効性について議論を行った。
高橋 麻由子*; 川崎 温*; 坂本 慶司; 渡辺 聡彦*; 岸本 泰明; 志甫 諒
JAERI-M 94-048, 133 Pages, 1994/03
ミリ波帯自由電子レーザー(FEL)においては、増幅されたRF電力が大きくなるにつれて電子ビームのエネルギーが減少し、そのため共鳴条件が満たされなくなり、出力が飽和する。このため、電子ビームエネルギーの変化に応じてウィグラー磁場を減少させる等の手段を用いると、共鳴が持続し、さらに大きな出力を得ることができる。本論文では、原研の1MeVインダクションライナックを用いたミリ波帯FELのパラメータにおいて、FEL非線型動作解析コードを用い、ウィグラーの磁場テーパの最適化計算を行った結果を述べた。また、計算に用いるための電子ビームのエネルギー広がりを、原研インダクションライナックを用いて調べた。その結果、原研FEL実験はビームの空間電荷効果が重要ないわゆるラマン領域で行われたと結論された。
石塚 浩*; 中原 百合子*; 川崎 温*; Musyoki, S.*; 清水 宏*; 渡辺 聡彦*; 志甫 諒
JAERI-M 94-047, 19 Pages, 1994/03
高輝度、低エミッタンスのマイクロエミッターからの電子ビームのエミッタンス測定法について考察し、新しいエミッタンス測定法を提案する。
坂本 慶司; 小林 孝幸*; 川崎 温*; 岸本 泰明; Musyoki, S.*; 渡辺 聡彦*; 高橋 麻由子*; 石塚 浩*; 佐藤 元泰*; 志甫 諒
Journal of Applied Physics, 75(1), p.36 - 42, 1994/01
被引用回数：13 パーセンタイル：60.48(Physics, Applied)1MeVクラスの相対論的電子ビームを用い、ミリ波帯自由電子レーザーの増幅実験を行った。ウィグラーには永久磁石列の平行ウィグラーを採用した。各磁石のポールピース面はハイパボリックコサイン状にカットしてあり、電子ビームの収束を計っている。ウィグラー磁場強度は1.8Kガウス、ウィグラーピッチは45mmであり合計33ピッチより構成されている。増幅実験の前に電子ビームの伝送実験を行い、約80%のビーム伝送効率を得た。引きつづき同じパラメータで45GHzにおいて増幅実験を行い、空間成長率56dB/m、ゲイン52dB、飽和出力6MWを得た。
坂本 慶司; 志甫 諒; 渡辺 聡彦*; Musyoki, S.*; 岸本 泰明; 川崎 温*; 石塚 浩*
Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A, 341, p.101 - 104, 1994/00
被引用回数：0 パーセンタイル：0.01(Instruments & Instrumentation)波数計を用いて、ミリ波帯自由電子レーザーのRF増幅特性(空間成長率)を研究する。自由電子レーザー(FEL)の主要パラメータは、ビームエネルギーE
~1MeV、電流I~300A、周波数45GHzであり、現在まで6MWの出力が得られている。一方、波数計は、各伝播モードを分離し、それぞれの電力成分を計測できるものである。会議では、各モードの電力分布、空間成長率の測定結果及び、3次元多モード解析コードとの比較等を発表する。
坂本 慶司; 小林 孝幸*; 岸本 泰明; 川崎 温*; Musyoki, S.*; 渡辺 聡彦*; 高橋 麻由子*; 石塚 浩*; 志甫 諒
Physical Review Letters, 70(4), p.441 - 444, 1993/01
被引用回数：11 パーセンタイル：63.99(Physics, Multidisciplinary)自由電子レーザー(FEL)に用いる収束型ウィグラー磁場配位中の相対論的電子ビームの輸送を実験的及び理論的に研究した。その結果よく知られている
=kw
Iの条件を満たす共鳴モードの他にn=kwIの共鳴モードが存在し、これがビーム伝送特性を著しく劣化させることが明らかとなった。ここでは軸方向磁場によるサイクロトロン共鳴周波数、kwはウィグラー波数、Iは電子の軸方向速度、nは自然数である。またこの共鳴によるビーム拡散は、ヘリカル型ウィグラーでも同様に起こることをシミュレーションにより示した。
Musyoki, S.*; 坂本 慶司; 渡辺 聡彦*; 横尾 邦義*; 小野 昭一*; 佐藤 信之*; 川崎 温*; 高橋 麻由子*; 清水 宏*; 大谷 俊介*; et al.
JAERI-M 92-153, 13 Pages, 1992/10
ペニオトロン発振器では、相対論的電子ビームの運動エネルギーを高効率で電磁波に変換することができる。このためペニオトロンは核融合におけるプラズマ加熱や高エネルギー加速器に利用される大出力電磁波源として期待を集めている。本稿では出力周波数2.75GHz,出力30MW,変換効率60%の相対論的ペニオトロンの設計、ペニオトロンキャビティの特性実験の結果について報告する。
小林 孝幸*; 坂本 慶司; 渡辺 聡彦*; Musyoki, S.*; 高橋 麻由子*; 石塚 浩*; 永島 孝; 川崎 温*; 志甫 諒
JAERI-M 92-109, 68 Pages, 1992/08
ミリ波領域のラマン自由電子レーザー(FEL)実験をフォーカシングタイプの線形ウイグラーと弱い軸方向磁場の組み合わせで行った。ビームはインダクションライナック(LAX-1)で生成される電子ビーム(1MeV,3kA)を使用した。このウイグラーのビームの伝送効率は最大75%を達成した。また軸方向磁場とビームエネルギーを変数にしてビームの伝送を測定し、線形理論で予想される不安定境界とそのharmonicと考えられる不安定領域が観測された。ビーム伝送の結果を踏まえて45GHzのクライストロンを入射源として入力電磁波の増幅実験を行った。得られたFEL出力は最大5MW、空間成長率56dB/mであった。以上の結果を3次元FELコードを用いて解析を行ったところ実験結果と良い一致が得られた。
Musyoki, S.*; 坂本 慶司; 渡辺 聡彦*; 佐藤 信之*; 横尾 邦義*; 小野 昭一*; 川崎 温*; 小林 孝幸*; 田辺 英二*; 志甫 諒
JAERI-M 92-071, 12 Pages, 1992/05
ミリ波及びマイクロ波領域の大電力電磁波発振・増幅器の一つに、自己共鳴型ペニオトロンがある。これは回転電子ビームを発生させ、その運動エネルギーを電磁波に変換するものであるが、発生する電磁波の位相速度(導波管内)を光速と一致させることにより、電子の回転エネルギーのみならず進行方向の運動エネルギーをも電磁波のエネルギーに変換できるため、極めて高効率の電磁波生成が可能となる。本論文では、原研における大電流インダクションライナックLAX-1(電子ビームパラメーター:1MeV,3kA)を電子ビーム源とした時の10GHz、2GWの出力を目標とした自己共鳴型ペニオトロンの設計結果を報告する。
坂本 慶司; 前原 直; 渡辺 聡彦*; 岸本 泰明; 小田 久子*; 川崎 温*; 永島 孝; 前田 彦祐; 志甫 諒
JAERI-M 91-036, 11 Pages, 1991/03
ミリ波領域における自由電子レーザー(FEL)実験が、ビームエネルギー1MeVビーム電流1~3kAのインダクションライナック(LAX-1)を用いて行われた。FELのウィグラーとしてハイパブリックサイン型の表面形状を持つビーム集束型永久磁石列が用いられ、これはウィグラー中の低エネルギー、大電流電子ビーム伝送に特に有効であることが示された。またこれを用いたミリ波発振実験において、40GHz帯ミリ波の発振が観測され、その成長率は0.42dB/cmであった。
志甫 諒; 坂本 慶司; 前原 直; 渡辺 聡彦*; 岸本 泰明; 小田 久子*; 川崎 温*; 永島 孝; 前田 彦祐
Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A, 304, p.141 - 145, 1991/00
被引用回数：4 パーセンタイル：55.36(Instruments & Instrumentation)第12回FEL国際会議にて発表した、原研の収束性ウィグラーを用いたFEL実験の結果を、1991年に発刊される同会議のプロシーデングスに掲載する。同論文では、世界で初めて、収束性ウィグラーを用いたFEL実験結果を述べているが、(1)収束性ウィグラーの有効性、(2)FELとして、数10万倍の増幅率が得られた事等を述べている。
-Particle Injected Transverse or Parallel to the Toroidal Axis川崎 温*; 井上 堅司; 竹田 辰興; 吉川 允二
JAERI-M 4531, 31 Pages, 1971/07
JFT-2において、プラズマ柱を流れる電流の分布測定のための一方法として、荷電粒子(-粒子)を入射することにより、その軌道の偏移量からプラズマ中のポロイダル磁場の値を推定する方法を検討し、そのための予備的な推測をした。偏移量はJFT-2のパラメータと通常入手し得る-粒子源では充分大きく、測定にかかる。粒子の軌道解析の外、測定の分解能、-粒子源、検出器等についても簡単な議論が行なわれた。
