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大上 能悟*; 松尾 衛
Physical Review A, 106(4), p.L041501_1 - L041501_7, 2022/10
被引用回数：2 パーセンタイル：42.78(Optics)Mechanical rotation and oscillation have far lower frequencies than light does; thus they are not coupled to each other conventionally. In this Letter, we show that the torsional mechanical oscillation of an optical cavity can be coupled to the optical modes by introducing birefringence, which produces nondegenerate modes in the cavity: ordinary and extraordinary rays. Twisting the cavity mixes them and modulates the electromagnetic energy. We find the torsional optomechanical Hamiltonian by quantizing the total energy and reveal that the torsional oscillation can be resonantly driven by light.
井田 真人
日本流体力学会年会2005講演論文集(CD-ROM), 6 Pages, 2005/09
流体中で音響的に相互作用する3つの気泡の共振周波数と脈動位相について議論し、複数気泡系にavoided crossingが起こりうることを示す。結合振動子モデルを用いた解析により、気泡が3つ以上存在し相互作用する場合には、気泡間距離の関数として示された共振周波数がavoided crossingを示しうることを明らかにする。さらに、気泡の脈動位相と遷移周波数[Ida, Phys. Lett. A 297, 210 (2002); J. Phys. Soc. Jpn. 71, 1214 (2002)]に着目することで、avoided crossing領域において気泡間で明確な状態交換がなされることを示す。この状態交換は、共振周波数には相当しない遷移周波数が共振周波数と交わる点上で引き起こされる。
井田 真人
Physical Review E, 72(3), p.036306_1 - 036306_7, 2005/09
被引用回数：14 パーセンタイル：54.05(Physics, Fluids & Plasmas)音響的に相互作用する三気泡の共振周波数と脈動位相について議論し、複数気泡系にavoided crossingが現れうることを示す。シンプルな結合振動子モデルを用い、気泡が三つ以上存在する場合には、その系の共振周波数がavoided crossingを起こしうることを明らかにする。さらに、気泡の脈動位相と遷移周波数[Ida, Phys. Lett. A 297, 210 (2002); Ida, J. Phys. Soc. Jpn. 71, 1214 (2002)]に注目することで、avoided crossing領域中のある点(そこでは三気泡系の共振周波数と遷移周波数が交わる)において、気泡間で明確な状態交換が行われることを示す。
井田 真人
Physics of Fluids, 17(9), p.097107_1 - 097107_13, 2005/09
被引用回数：16 パーセンタイル：52.83(Mechanics)音場中の複数気泡系が持つとされる特徴周波数「遷移周波数」について理論的に再検討し、その存在の確認と物理的性質の解明を行った。結合強制振動子モデルを用いた解析により、以下の成果を得た。(1)遷移周波数の特性に関する詳細,(2)副遷移周波数が現れる閾距離の理論的決定,(3)相互作用力の符号反転に関する簡易な解釈法,(4)二気泡系における自然周波数,共振周波数,遷移周波数の類似性と差異の明瞭化。この試みにより、「複数気泡系には共振を引き起こさない遷移周波数が存在する」というわれわれの主張がより確かなものとなり、また、遷移周波数の物理的効果及び相互作用力の符号反転における役割がより明確なものとなった。
永井 良治; 羽島 良一; 沢村 勝; 菊澤 信宏; 西森 信行; 西谷 智博; 峰原 英介
Proceedings of 1st Annual Meeting of Particle Accelerator Society of Japan and 29th Linear Accelerator Meeting in Japan, p.656 - 658, 2004/08
原研ERL-FELではセンターホール出力の光共振器を採用している。この光共振器のミスアライメントにより受ける影響をFFT-FoxLiを用いたコードにより評価した。その結果、出力側のミラーは全反射ミラーに比べて、ミスアライメントに対して敏感であることがわかった。また全反射ミラーについては位置ずれをミラーの傾きにより補正できることもわかった。
松川 誠; 三浦 友史; 島田 勝弘; 寺門 恒久; 岡野 潤; 礒野 高明; 布谷 嘉彦
IEEE Transactions on Applied Superconductivity, 14(2), p.1414 - 1417, 2004/06
被引用回数：5 パーセンタイル：32.92(Engineering, Electrical & Electronic)大型の超伝導コイルでは、導体に働く電磁力を効率良く支持するため、金属管に超伝導線を収めたCICC導体の採用が一般的である。また、偏流やコンジットの加工性(最小曲げ半径)及び不整磁場などを考慮すると、導体にはその要求性能に合致した最適なサイズと電流が存在する。このため、超伝導コイルは大型化に伴ってターン数及びターン間静電容量が増大する傾向にあり、内部共振周波数の低下が懸念される。そこで、筆者らはITER-CSモデルコイルの運転時における高周波インピーダンスを測定した。その結果、コイル両端のインピーダンスは事前の予想とおおむね合致した周波数特性を示し、400Hz付近で最小インピーダンスとなった。また、全ターン間の相互誘導,静電容量を考慮した回路解析を行い、内部共振現象による電圧上昇及び電圧分担の不平衡について検討した結果を述べる。
前原 直; 森下 卓俊; 森山 伸一; 杉本 昌義; 今井 剛; 竹内 浩
Proceedings of 28th Linear Accelerator Meeting in Japan, P. 378, 2003/08
国際核融合材料照射施設(IFMIF)のRFQでは、重陽子イオンビーム125mAを0.1MeVから5MeVに加速する。原研では、このRFQのR&Dを行っており、3次元電磁界解析コード(MAFIA)による175MHzRFQの設計を行い、低電力用のモジュールを試作した。低電力試験で得られた共振周波数は、解析結果と1%以内で一致し、RFQ共振器部の設計指針が得られた。この結果を基に高周波電力250kW級の入力系として1 5/8inの同軸導波管を採用し、内部導体冷却構造を施したループ型結合系の設計を行った。講演では、ループ型結合系の低電力による高周波結合試験を中心に報告する。
永井 良治; 羽島 良一; 沢村 勝; 西森 信行; 菊澤 信宏; 峰原 英介
Proceedings of 28th Linear Accelerator Meeting in Japan, p.381 - 383, 2003/08
FELの性能を決める大きな要素の一つが光共振器である。光共振器内での回折損失や出力効率を計算するには光共振器内のモードを計算する必要がある。光共振器内のモードを計算する方法としてはFoX-Liの手法がよく知られているが、この方法は2階積分を繰り返し計算するもので非常に多くの計算時間を必要とするために、十分なパラメータサーチが行えなかった。そこで、この2階積分をFFTを利用した畳み込みを用いることで高速化し光共振器の形状についての十分なパラメータサーチを行える計算コードを開発した。
堀 利彦*; 伊藤 崇; 山崎 正義*; 千代 悦司; 長谷川 和男
Proceedings of 28th Linear Accelerator Meeting in Japan, p.285 - 287, 2003/07
DTQ電源の高調波電流抑制対策としてラインチョーク+同調フィルタ方式の設計を行い、試作機でその低減効果を実測したところ第11次調波以上の全ての高次調波で良好な結果を得たが、第5, 7次調波に関しては高調波電流が逆に増大するデータとなった。次にこの原因を調査するため、高調波フィルタの回路解析を行った結果、ラインチョークと同調フィルタ間で並列共振が生じており、特に第7次調波ではこの共振電流値と増加電流値とが一致していることがわかった。そこで、並列共振周波数を偶数時の300Hz近傍に「シフト」するパラメータを計算で求め、実機フィルタ評価機でこの低減効果を実測したところ、第5, 7次調波電流は各々14%, 18%程度低減することを実証した。
倉島 俊; 福田 光宏; 宮脇 信正; 奥村 進; 奈良 孝幸; 上松 敬; 石堀 郁夫; 吉田 健一; 中村 義輝; 荒川 和夫
第14回加速器科学研究発表会報告集, p.359 - 361, 2003/00
原研AVFサイクロトロンは、材料科学・バイオ技術専用のサイクロトロンとして世界で初めて建設され、イオン種・エネルギーを短時間で切り替えるカクテルビーム加速技術,大面積均一照射技術,パルスビーム生成技術,イオン源技術などを開発し、イオンビーム利用研究を先導する最先端の加速器技術を生み出してきた。バイオ技術分野においては、微細孔(マイクロアパーチャ)を用いたコリメート方式により世界に先駆けて開発したビームスポット径約10
mの数百MeV級重イオンマイクロビーム形成技術とシングルイオンヒット技術が生物細胞への局部照射など生体機能解明研究に応用されているが、さらにビームスポット径の高分解能化と照準位置の高精度化を図り、最先端のバイオ・材料研究に資するサブミクロンビーム形成を実現するため、サイクロトロン加速器技術の高度化を進めている。従来のサイクロトロンより加速電場及び磁場の安定性とビームのエネルギー分解能を1桁以上も向上させ、4連四重極レンズを用いたビーム集束方式により数百MeV級重イオンでは世界初となるビームスポット径1m以下のサブミクロンビーム形成の実現を目指している。
石田 紀久; 頼経 勉
Nuclear Engineering and Design, 215(1-2), p.51 - 67, 2002/06
被引用回数：112 パーセンタイル：98.41(Nuclear Science & Technology)原研で設計研究を進めている深海調査船(出力750kWt)DRXについて、船体傾斜及び船体運動による熱水力挙動への影響をRETRAN-02/GRAVコードを用いて調べた。深海航行時は傾斜する可能性があり、60度定傾斜した時の挙動を解析した。一次系の流れは自然循環流であるため傾斜時、流動が80%に低下する。炉出力は一旦減少するが、蒸気負荷を一定に保つと、炉心の自己制御性により制御棒操作を必要とせずに約50秒後に傾斜前のレベルに回復する。一方、船体運動の大きさは海面航行時よりはるかに小さいが、挙動を調べるために、0.2gのヒービング、及び60度のローリングを与えた。流量変動及び炉出力変動は周期に依存しており、約5秒~10秒の周期で変動の振巾が大きくなった。これは流れと外力が共振したためと考えられる。これに対して、一次系をガス加圧すると流量及び炉出力の変動が小さく抑えられることが明らかになった。
岡田 健一*; 恒岡 まさき; 村野 佳大*; 大川 慶直
電気設備学会誌, 22(2), p.151 - 158, 2002/02
従来、電気器の接地は人身に対する保安を中心に設計されてきた。しかし、高周波化が進んだ電力機器が誘電ノイズを増加させる一方、電子機器は高周波化,低電圧化及び微細化が進んでノイズに対するイミュニテイが低下する傾向にある。このような背景の中で接地線が介在する導電ノイズの伝搬・並列共振・放射問題を考える必要が次第に増してきて電気・電子機器の誤動作,破損を起こすケースが出てきた。本論文は商用周波数帯のインピーダンスに影響することなく、先の高周波の導電ノイズを減衰させる高域減衰器のついた接地線の提唱を行うとともに、基本的モデル実験を行った結果について述べたものである。
古関 庄一郎*; 渡辺 泰広; Zhang, F.; 谷 教夫
平成14年電気学会全国大会講演論文集, p.6 - 7, 2002/00
計画中の大強度陽子加速器3GeVシンクロトロンに採用する共振励振方式電源の電流制御について検討した。電磁石の発生磁界を1
10
級のトラッキング性能で制御するためには、25Hzの通電電流の振幅だけでなく位相も同じ精度で制御しなければならない。一方、電磁石を共振させるためのコンデンサは温度で容量がおよそ
1%変化し、電流に対して、フィードバック制御をしても110
級の位相変動の原因となる。このため補正制御が必要である。電磁石の飽和があるため、電流は磁界が正弦波になるように設定しなければならない。
永井 良治; 羽島 良一; 西森 信行; 沢村 勝; 菊澤 信宏; 静間 俊行; 峰原 英介
Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A, 475(1-3), p.519 - 523, 2001/12
被引用回数：5 パーセンタイル：38.97(Instruments & Instrumentation)原研遠赤外自由電子レーザーのためのスクレーパ型外部結合を用いた光共振器の性能についてFox-Liの手法を用いて検討した。スクレーパ型とセンターホール型の外部結合と回折損失を算出し、効率について評価検討した。その結果スクレーパ型外部結合の方がより効率的であることがわかった。
倉島 俊; 宮脇 信正; 福田 光宏; 中村 義輝; 奈良 孝幸; 上松 敬; 石堀 郁夫; 横田 渉; 奥村 進; 荒川 和夫
Proceedings of 13th Symposium on Accelerator Science and Technology, p.232 - 234, 2001/10
原研AVFサイクロトロンでは、マイクロビーム形成に必要なフラットトップ加速を計画しており、2002年3月には第5高調波重畳のための共振空洞,増幅器等の据付が予定されている。“MAFIA"を用いた電磁場解析により、全加速周波数において、基本波の5倍高調波を励振できる共振空洞を設計した。また、計算から得られた半径方向の電場分布をもとに、フラットトップ加速時におけるビーム平衡軌道計算も行った。
古関 庄一郎*; Zhang, F.; 渡辺 泰広; 谷 教夫; 安達 利一*; 染谷 宏彦*
平成13年電気学会産業応用部門全国大会講演論文集,1, p.253 - 256, 2001/08
3GeVシンクロトロン電源の励磁システムに関する検討状況を報告した。3GeVシンクロトロンの励磁システムは、共振方式を採用して電源容量を小さくしている。共振を励磁する方式として、電源を並列に接続する並列励振方式と、直列に接続する直列励振方式とがある。いずれにしても複数の電磁石ファミリー間でトラッキングをとるため、正弦波変換装置で励振する。直列方式は実例がすくなく、電源容量が並列方式の2倍以上となってしまう。しかし、電流を制御する観点ではシステムに適合し、制御性が良く、フレキシビリティも高い。一般的な電圧形変換装置にも適合する。それぞれ長短があり、今後さらにコスト評価,性能などについて詳細検討を進め、採用方式を決定する。
渡辺 泰広; Zhang, F.; 古関 庄一郎*; 谷 教夫; 安達 利一*; 染谷 宏彦*
平成13年電気学会産業応用部門全国大会講演論文集,2, p.761 - 762, 2001/08
現在、日本原子力研究所と高エネルギー加速器研究機構は共同で、茨城県東海村に大強度陽子加速器の建設を進めている。この加速器は、600MeVリニアック,3GeV,及び50GeVシンクロトロンから構成され、3GeVシンクロトロンは、繰り返し周波数25Hzで陽子を加速して、50GeVシンクロトロン及び物質・生命科学実験施設に供給する。このような繰り返しの速いシンクロトロンの電磁石を直接電源で励磁しようとすると、極めて大きな電圧が必要となるため、電磁石のインダクタンスと共振コンデンサによる共振を利用した共振ネットワークと呼ばれる励磁方法を採用する。本論文では共振ネットワークによる二種類の励磁方式について説明し、3GeV陽子シンクロトロン用電磁石電源の概要について述べる。
千代 悦司; 築島 千尋*; 大内 伸夫; 椋木 健*; 長谷川 和男; 水本 元治
KEK Proceedings 2000-23, p.34 - 38, 2001/02
超伝導リニアックにおいて空胴内にRF電圧を印加するとローレンツ応力により空胴壁面が変形する。パルス運転を行うと、このくり返し応力により空胴壁面が振動し共振周期数変動が起こる。この周波数変動を低く抑えるためには、RFを連続ないし長パルスで空胴に印加することが望ましいが、一方、消費電力の低減のためには、パルス長を極力低く抑えたい。そこで大強度陽子加速器計画で検討されている972MHz空胴の定常パルス運転における共振周波数変動をシミュレーションし、パルス幅が短くかつ周波数変動が起こりにくいRFパルス構造を導いた。
永井 良治; 羽島 良一; 西森 信行; 沢村 勝; 菊澤 信宏; 静間 俊行; 峰原 英介
Journal of Nuclear Science and Technology, 38(1), p.15 - 18, 2001/01
原研自由電子レーザーでの遠赤外線領域における準平均出力1kW以上でのレーザー発振を達成するために原研自由電子レーザー用高効率出力結合器付光共振器を開発した。この光共振器は近共中心型であり、出力結合器として可動挿入スクレーパ型出力結合器を採用した。この開発の結果、原研自由電子レーザーは準平均出力1kW以上でのレーザー発振を達成した。光共振器の性能を共振器のモード計算コードを用いて評価した。このコードはFox-Liの手法により光共振器内の固有モードを算出するものである。光共振器の性能評価のために効率計数を用いた。効率係数は光共振器の出力と回折損失の量から算出される。可動挿入スクレーパ型出力結合器を用いた光共振器は遠赤外線領域における高出力高効率自由電子レーザーに、とても良く適しているという結論を得た。
倉島 俊; 福田 光宏; 中村 義輝; 奈良 孝幸; 上松 敬; 石堀 郁夫; 田村 宏行; 横田 渉; 奥村 進; 荒川 和夫; et al.
AIP Conference Proceedings 600, p.303 - 305, 2001/00
原研高崎AVFサイクロトロンでは、フラットトップ加速の実現に向けて共振器の改造を検討している。フラットトップ加速とは、一時的ではあるが加速電圧を均一化することによりビームのエネルギー幅を縮小させるものである。原研高崎においてフラットトップ加速を実施する目的は、高エネルギーマイクロビーム形成やサイクロトロン本体の放射化低減等である。フラットトップ加速電圧を得るために、5倍高周波を用いた。5倍の高周波を基本波と同時に励振させるためには、共振器に5倍波用の空洞を新たに付加する必要がある。予備的なモデル試験を行った結果、基本波周波数11、13、15、20MHz においてフラットトップ電圧波形を確認することができた。また、基本波加速電圧30kV時に必要とされる5倍波の消費電力は約1kWであることが分かった。5倍波空洞を共振器に取り付ける空間を広く確保することが難しいため、可能な限りコンパクトな空洞にすることが設計段階において要求される。また、消費される電力も小さいほど良い。この2点を考慮して空洞の最適形状を検討するために、電磁場解析コード MAFIAを用いて計算を行っている。
