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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。
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：60.46(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; 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：63.96(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。
