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西森 信行
Proceedings of 28th International Free Electron Laser Conference (FEL 2006) (CD-ROM), p.107 - 110, 2006/08
光共振器の完全同期長における自由電子レーザー(FEL)発振を1次元FEL方程式を用いて解析する。完全同期長光共振器に蓄積されたFEL光は、高ゲイン低ロス領域において高強度数サイクルパルスに発展することを示す。FEL光の先頭部からピークまでの立ち上がり部の成長に着目し、高強度数サイクルパルスの生成に重要な役割を果たすことを示す。共振器型FELといえども、1パス目は自己増殖自発放射光(SASE)FELと同じとみなせるので、2パス目において、電子はSASE FELの出力と相互作用する。光パルスの立ち上がり部と電子とのFEL相互作用に注目し、電子の位相空間分布の時間発展を解析的に求める。得られた2パス目のFEL出力の立ち上がり部は、1パス目で得られたものよりも急峻であるが、SASE FELの出力とほぼ同じとみなすことができる。ただし、この場合通常のFELパラメーター
よりも大きな値を持つ。このようにして、2パス目の光出力の立ち上がり部をSASE FELの解を用いて表すことができるので、同じ手法を3パス目以降にも用いることができる。飽和状態において、FELの出力のピーク強度とパルス長は電子ビーム密度と光共振器ロスで表すことができることも示す。
西森 信行; 羽島 良一; 飯島 北斗; 菊澤 信宏; 峰原 英介; 永井 良治; 西谷 智博; 沢村 勝
Proceedings of 28th International Free Electron Laser Conference (FEL 2006) (CD-ROM), p.265 - 272, 2006/08
エネルギー回収リニアックを用いたオシレーター型自由電子レーザー(FEL)が直面している技術的なチャレンジの一つに、FELの変換効率をできるだけ高くするという目標がある。高い変換効率を持つFELの実現が、高出力FEL達成に必要なトータル電流を減らすことやFELミクロパルスの幅を狭くすること(さまざまな応用研究にとって重要)につながる。JAEA ERL FELではエネルギーアクセプタンス7%のエネルギー回収ループが用いられていたが、最近電子バンチの繰り返し周波数を2倍に増やすことで、FELの発振効率2%以上を達成し、それに伴い現状のエネルギーアクセプタンスを超えるエネルギー幅を持つ電子ビームをエネルギー回収ループに通す必要が出てきた。講演では、JAEA ERL FELで達成された高効率FEL発振について開発の現状をまとめる。
永井 良治; 羽島 良一; 飯島 北斗; 菊澤 信宏; 峰原 英介; 西森 信行; 西谷 智博; 沢村 勝
Proceedings of 28th International Free Electron Laser Conference (FEL 2006) (CD-ROM), p.312 - 315, 2006/08
原子力機構では高出力自由電子レーザー(FEL)のためのエネルギー回収型リニアック(ERL)の開発を行っている。ERLの最大の利点は加速器の高周波源の容量を超えるビーム電流を加速できることにある。ミクロパルス繰返しを二倍にし、加速電流を二倍にするために、電子銃,入射器の高周波源,ローレベル高周波制御装置,加速器制御システムの改良を行ってきた。この結果、高周波源の容量を超える電流である10mAの加速に成功しFEL出力としては0.7kWを得ることができた。
-A type low-level RF controller永井 良治; 羽島 良一; 飯島 北斗; 菊澤 信宏; 峰原 英介; 西森 信行; 西谷 智博; 沢村 勝
Proceedings of 28th International Free Electron Laser Conference (FEL 2006) (CD-ROM), p.316 - 318, 2006/08
原子力機構ではエネルギー回収型リニアック(ERL)をベースとした自由電子レーザー(FEL)や次世代放射光源の開発を行っている。これら実現のためには加速電場の非常に高い安定性が求められており、ローレベルRF制御装置の改良を行ってきた。このローレベルRF制御装置の評価のために、位相安定度の計測を行った。その結果、さまざまな負荷に対して0.01deg-rms程度の安定度を実現できていることがわかった。
飯島 北斗; 羽島 良一; 峰原 英介; 永井 良治; 西森 信行
Proceedings of 28th International Free Electron Laser Conference (FEL 2006) (CD-ROM), p.308 - 311, 2006/08
チャープされた中赤外領域のFELは分子内振動再分配を起こさずに多原子分子の解離を行うのに有用である。われわれのグループはこれまでにエネルギー回収型線形加速器を用いて高出力の中赤外FEL発振の研究を行ってきた。この際、電子パルスが長いことを利用してチャープされたFELの発振に成功している。これまでフリンジ分解SHG自己相関による測定で中心波長23
m,パルス幅320fsのパルスに対して
=14%であることを測定した。しかしながら、パルス内における周波数変化を直接測定できていない。そこでパルス内の時間・周波数相関を測定するために周波数分解光ゲート(FROG)を構築することとした。FROGは自己相関を測定する部分に加えて、周波数情報を得るための波長計測部からなる。自己相関を測定する部分では、倍波を発生させるため、基本波の強度,偏向方向のパラメータを押さえることが必要になる。そのため、基本波の強度,周波数分布,偏向方向を測定した。
西谷 智博; 羽島 良一; 飯島 北斗; 永井 良治; 沢村 勝; 菊澤 信宏; 西森 信行; 峰原 英介; 田渕 雅夫*; 則竹 陽介*; et al.
Proceedings of 28th International Free Electron Laser Conference (FEL 2006) (CD-ROM), p.319 - 322, 2006/08
ERL放射光源には、大電流,極小エミッタンスの電子ビームが要求される。この要求性能を満たす電子銃の実現のために、われわれは光陰極直流型電子銃及び新型光陰極デバイスの開発に着手した。この電子銃は、極高真空のNEA表面作成チャンバーと250keV加速チャンバーから構成される。NEA表面を保持するために極高真空は不可欠であるため、この電子銃の各チャンバー間の光陰極結晶搬送には、ロードロックシステムを採用している。これまでに250keV加速チャンバーと250kV高圧印加タンクを作成し、高圧印加試験に成功している。さらにわれわれは、光陰極そのものの開発として、新型超格子光陰極の提案もまた行ってきた。この新型光陰極の開発は、これまでにMBE結晶作成装置を用いてサンプル作成を行った。このサンプルを用いた性能評価試験において、従来技術を二倍越える高い量子効率とNEA表面寿命性能の大幅な向上を達成した。