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論文

Measurement of the orbit fluctuation caused by an insertion device with the amplitude modulation method

中谷 健; 安居院 あかね; 吉越 章隆; 松下 智裕*; 高雄 勝*; 青柳 秀樹*; 竹内 政雄*; 田中 均*

AIP Conference Proceedings 705, p.290 - 293, 2004/00

挿入光源(ID)が持つ誤差磁場による軌道変動のみを抽出する方法を開発した。これは、誤差磁場を変調させながら蓄積電子ビームの位置を測定して、得られた軌道変動をWavelet変換を用いた処理を行って、IDの誤差磁場変動に伴う軌道変動のみを抽出する方法である。この方法を用いて、原研軟X線ビームライン用挿入光源(ID23)の駆動によって引き起こされる静的な軌道変動と動的な軌道変動それぞれを定量的に測定した。

論文

Analysis of the orbit distortion by the use of the wavelet transform

松下 智裕*; 安居院 あかね; 吉越 章隆; 高雄 勝*; 青柳 秀樹*; 竹内 政雄*; 中谷 健; 田中 均*

AIP Conference Proceedings 705, p.21 - 24, 2004/00

通常、挿入光源(Insertion device: ID)のGapを変化させると、ID内部の磁場が変化し、ID内部の電子軌道が変化する。これによって実験者が望む波長の放射光を発生できる。しかしIDの誤差磁場の影響があるため、電子軌道の補正を行わないと、電子軌道はID内部の変化のみにとどまらず、蓄積リング全体に及んでしまう。この軌道変動は、蓄積リング上の全てのビームラインの光源の位置や角度に変動等を引き起こす。SPring-8ではこのような影響を排除するため、各挿入光源の前後に補正電磁石(Steering magnet)を設置し、電子軌道の変動をID内部に閉じこめ、外側には影響を及ぼさないようにするシステムが構築されている。われわれは、軌道測定の際に高周波と低周波の「雑音」を除去しFFTの位相問題を解決するために、wavelet変換を利用した軌道変動解析を試みた。

論文

Wavelet変換を利用したSPring-8 ID23による軌道変動の解析

松下 智裕*; 安居院 あかね; 吉越 章隆; 中谷 健; 田中 均*; 高雄 勝*; 青柳 秀樹*; 竹内 政雄*

放射光, 15(5), p.303 - 307, 2002/05

SPring-8のBL23SU軟X線分光ビームラインの挿入光源ID23(APPLE2型)のギャップ駆動,位相駆動によって引き起こされる電子軌道のずれを押さ込むためにID23の前後に補正電磁石を配しその励磁量を変化させている。ギャップ及び位相の位置と励磁量の対応表を作るために、軌道変動の解析を行った。この解析に一般には画像処理に用いられているウェーブレット変換が究めて有効であったので報告する。

論文

APPLE-2型アンジュレータの高速位相変調を用いた高分解能円二色性実験

安居院 あかね; 吉越 章隆; 中谷 健; 松下 智裕*; 斎藤 祐児; 水牧 仁一朗*; 横谷 明徳; 田中 均*; 宮原 義一*; 島田 太平; et al.

放射光, 14(5), p.339 - 348, 2001/11

軟X線領域における円偏光2色性の実験は、物性のカイラリティや磁性を調べるうえにおいては大変に強力な手段であるが、実験のS/Nを上げたり、精度を上げたりするにはいくつかの困難があった。今回われわれはSPring-8のIN23に設置された佐々木型・可変偏光型挿入光源の位相切り換えによる、軟X線の偏光切り換えと分光器の制御を組み合わせた測定系を立ち上げる様子や問題点などについて報告する。

論文

First operation of circular dichroism measurements with periodic photon-helicity switching by a variably polarizing undulator at BL23SU at SPring-8

安居院 あかね; 吉越 章隆; 中谷 健*; 松下 智裕*; 斎藤 祐児; 横谷 明徳; 田中 均*; 宮原 義一*; 島田 太平; 竹内 政雄*; et al.

Review of Scientific Instruments, 72(8), p.3191 - 3197, 2001/08

 被引用回数:21 パーセンタイル:26.46(Instruments & Instrumentation)

軟X線領域における円偏光二色性の実験は、物性のカイラリティや磁性を調べるうえでは強力な手段であるが、実験のS/Nを上げたり、精度を上げたりする場合に、いくつかの困難があった。今回われわれは、SPring-8に設置している可変偏光型挿入光源の位相切り換えによる、軟X線の偏光切り換えと分光器の駆動とを組み合わせた測定系の立ち上げを行った。挿入光源の運転によってSPring-8のCODに影響を与えないように、ステアリングマグネットによるフィードバックの電流を調整し、他ビームラインに影響がないことを確認した後、MCD(簡易型)の測定を行った。その結果、非磁性体サンプルで1%以下にノイズを抑えることができた。

報告書

準周期アンジュレータの製作と磁場測定

小林 秀樹*; 大橋 健*; 佐々木 茂美; 島田 太平; 高雄 勝*; 橋本 真也*; 宮原 義一

JAERI-Tech 96-014, 14 Pages, 1996/03

JAERI-Tech-96-014.pdf:0.75MB

放射光を発生する装置である挿入光源装置において、整数次の高調波を発生しない新型のアンジュレータを製作した。従来のアンジュレータとは異なり、本装置から得られる放射光の高調波は非整数次となるため、光学系で高調波を取り去ることが容易となる。本アンジュレータの発生する磁場は準周期的に分布している。磁気回路部は準周期的に配置された永久磁石とアルミ製スペーサによって構成された。装置組立後,ホール素子による磁場測定を行い、所定の磁場分布を得るために磁場調整を行った。得られた磁場分布から計算された放射光エネルギーは設計時の値に一致し、高調波は基本波の非整数次となった。

報告書

SPring-8 原研軟x線ビームライン用挿入光源の磁場解析

小林 秀樹*; 佐々木 茂美; 島田 太平; 高雄 勝*; 横谷 明徳; 宮原 義一

JAERI-Tech 96-013, 32 Pages, 1996/03

JAERI-Tech-96-013.pdf:1.18MB

大型放射光施設SPring-8に設置される原研軟X線ビームライン用挿入光源の設計検討として、発生磁場および得られる放射光に関する計算を行った。この挿入光源は平面型可変偏光アンジュレータ(APPLEタイプ)であり、4列の磁石列を相対的に位相駆動することにより、水平直線偏光、垂直直線偏光、楕円偏光、左右円偏光の放射光を発生することができる。本装置では左右円偏光切換えを1Hzの高速で行うことができる。左右円偏光切換えを高速で行う上で負荷となる磁石の吸引力反発力を計算した結果、その力はギャップ、位相差とともに大きく変化することが分かった。また、種々の影響によって起こる磁場分布のひずみが、放射光にどのような影響をもたらすかを調べた。必要とする放射光エネルギーを発生するための装置仕様を明示した。

論文

Conceptual design of quasiperiodic undulator

佐々木 茂美; 小林 秀樹*; 高雄 勝*; 宮原 義一; 橋本 真也*

Review of Scientific Instruments, 66(2), p.1953 - 1955, 1995/02

 被引用回数:11 パーセンタイル:31.69(Instruments & Instrumentation)

従来のアンジュレータは周期磁場中で電子を蛇行させ放射光を発生するため、原理的に整数次の高調波を発生することがさけられない。我々は最近アンジュレータの磁気回路に準周期という概念を導入し、非整数次の高調波を発生するアンジュレータが実現出来る可能性を示唆した(S.Hashimoto,S.Sasaki:JAERI-M 94-055)。我々は今回この準周期アンジュレータの現実的磁気回路を想定して電子軌道を計算し、放射光スペクトルを導出した。その結果、本アンジュレータは非整数次の高調波を発生することが明らかになった。また本アンジュレータからの放射光強度も、従来型アンジュレータに比較して遜色ないことも明らかになり、十分実際の使用に耐えると期待される。

論文

Analyses for a planar variably-polarizing undulator

佐々木 茂美

Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A, 347, p.83 - 86, 1994/00

 被引用回数:154 パーセンタイル:0.5

本報告は、原研で開発した新型可変偏光アンジュレータの磁場解析及び期待される放射光スペクトルの計算結果について発表するものである。磁場解析には、可能な限り解析的手法を用い、このアンジュレータの磁場特性を導出した。さらに電子ビームに影響を及ぼす多極磁場成分の解析を行った。また、このアンジュレータを電子蓄積リングに挿入した際に得られると期待されるアンジュレータ放射光のスペクトル及び放射光強度の角度分布の計算を大型放射光施設SPring-8のストレージリングのパラメータを仮定して行った。上述の種々の解析より、本アンジュレータでは、水平及び垂直直線偏光、円偏光、主軸の傾かない楕円偏光を発生できることが明らかになった。

論文

First observation of undulator radiation from APPLE-1

佐々木 茂美; 島田 太平; 柳田 謙一; 小林 英樹*; 宮原 義一

Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A, 347, p.87 - 91, 1994/00

 被引用回数:18 パーセンタイル:17.2(Instruments & Instrumentation)

原研で開発した新型可変偏光アンジュレータを小型電子ストレージリングJSRに挿入し、種々に偏光した放射光を発生させることに成功した。偏光状態の確認にはウオラストンプリズムを用い、アンジュレータの磁石の位相を変えて水平直線偏光、垂直直線偏光、円偏光が発生していることを確認した。また、磁石の位相及びギャップを変えても放射の光軸が安定していることから、この装置で発生する磁場がストレージリング中の電子ビームに悪影響を与えないことが判明した。

報告書

新型可変偏光アンジュレータの解析

角野 和義*; 佐々木 茂美; 島田 太平; 宮原 義一

JAERI-M 93-156, 27 Pages, 1993/08

JAERI-M-93-156.pdf:1.06MB

磁場解析ソフトウェアとアンジュレータ放射光特性解析プログラムを利用して新型可変偏光アンジュレータの磁場特性と放射光特性の解析を行った。その結果、任意の磁石列の位相差に対し磁場の各成分間の位相差は、常に磁場周期長の1/4であることがわかった。また、このアンジュレータの垂直偏光、円偏光、水平偏光の各モードのときの磁場のマルチポール成分を計算した。さらに、このアンジュレータをSPring-8に挿入した場合に期待される放射光の計算を各モードに対して行った。

論文

挿入光源

佐々木 茂美

放射光, 6(3), p.301 - 308, 1993/00

現在ヨーロッパ、米国、そして日本で第3世代光源と呼ばれる大型放射光施設が建設されつつある。これらの施設は挿入光源を主な放射光発生源とする高輝度光源である。挿入光源からの光は従来から利用されている偏向電磁石からの光に較べて数桁強くかつ偏光特性の制御も可能なことから、多くの放射光利用研究者から期待を集めている。本報告では挿入光源からの放射光発生の原理について概略的な説明を行い、挿入光源の具体例について解説した。

論文

Design of a new type of planar undulator for generating variably polarized radiation

佐々木 茂美; 角野 和義*; 高田 武雄*; 島田 太平; 柳田 謙一; 宮原 義一

Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A, 331, p.763 - 767, 1993/00

 被引用回数:79 パーセンタイル:1.74(Instruments & Instrumentation)

最近、放射光の偏光特性を積極的に利用する研究が盛んになりつつある。特に円偏光した放射光は、物質の磁気的性質を調べるための強力な手段であることが知られている。一方直線偏光についても垂直面内に偏光した放射光を用いることが望ましい利用研究も数多くある。これらの利用研究のニーズに答えるべく、目下原研で新しいタイプの可変偏光アンジュレーターを製作中である。本報告ではこのアンジュレーターの構造、磁場性能、放射光特性について述べる。

論文

A New undulator for generating variably polarized radiation

佐々木 茂美; 宮田 浩二*; 高田 武雄*

Japanese Journal of Applied Physics, 31(12B), p.L1794 - L1796, 1992/12

 被引用回数:76 パーセンタイル:5.55(Physics, Applied)

最近、放射光利用研究分野では、シンクロトロン放射の偏光特性を積極的に利用しようという試みがさかんになりつつある。この様な要請に答えるために我々は、自由に偏光特性を変えられる新型アンジュレーターを考案した。この装置は、電子軌道の上下に合計4列の磁石列を配置した構造になっており、各々の磁石列の相対位置を変えることにより、円偏光、楕円偏光、水平直線偏光、垂直直線偏光を作り出すことが可能である。また、この装置はこれまでに提唱された類似の装置に比較して、電子軌道上でより強い磁場を発生できるため、円偏光放射光の波長可変範囲を広く取れるという利点がある。

報告書

垂直偏光アンジュレータの開発

角野 和義*; 佐々木 茂美

JAERI-M 92-157, 11 Pages, 1992/10

JAERI-M-92-157.pdf:0.56MB

磁界解析ソフトウェアを利用して垂直偏光アンジュレータり概念設計を行った。本報告のアンジュレータの構成は1磁場周期(80mm)に合計8個の磁石を用いるタイプと16個の磁石を用いるタイプとした。これらのモデルと以前に報告した新型可変偏光アンジュレータの垂直偏光モード時の磁場強度の比較を行った。解析の結果、1磁場周期に16個の磁石を使用するタイプが新型可変偏光アンジュレータの垂直偏光モードに対し、約1.3倍高いピーク磁場を示すことが明らかになった。さらに垂直偏光アンジュレータの磁石列の位相をずらすことにより、新型可変偏光アンジュレータと同様に円偏光を発生できることも判明した。また、この際に新型可変偏光アンジュレータの円偏光モード時より、わずかではあるが高い螺施磁場が得られることがわかった。

論文

SPring-8 prototype undulator

佐々木 茂美; 松木 信雄*; 高田 武雄*

Review of Scientific Instruments, 63(1), p.409 - 412, 1992/01

 被引用回数:0 パーセンタイル:100(Instruments & Instrumentation)

日本原子力研究所は理化学研究所と共同で大型放射光施設SPring-8の建設を進めている。SPring-8は挿入光源を主な光源とする放射光利用専用の施設であり、10keV程度のエネルギーの硬X線をアンジュレーターの一次光で発生させることが計画されている。原研では、この施設で用いられる挿入光源の原型となるアンジュレーターを試作した。このアンジュレーターは放射光用として初めて楔型磁極を用いたハイブリッド構造を採用しており、磁場周期長3.3cmのデバイスとしては世界最高の中心磁場5.9kGを発生出来る。本報告では、このアンジュレーターの詳細な磁場測定データから計算された放射光スペクトルについて発表するとともに、誤差磁場がスペクトルに及ぼす影響についても議論する。

報告書

挿入光源の磁場形状変化がアンジュレーター放射光に与える影響

松木 信雄*; 佐々木 茂美

JAERI-M 91-155, 18 Pages, 1991/10

JAERI-M-91-155.pdf:0.58MB

大型計算機を用いて各種形状の磁場中を運動する電子によるアンジュレーター放射光強度を数値計算し比較した。正弦波型磁場、三角波型磁場、矩形波型磁場、磁場強度分布の半値幅を狭くした形状の4種類の挿入光源について、電子エネルギー0.3GeV、磁場周期長80mm、周期数12の条件で軸上の放射光強度を計算した。それぞれの磁場強度については、アンジュレーター放射光の基本波の波長がK=1の正弦波型磁場挿入光源の基本波と一致する条件で比較した。いずれの磁場形状についても1次光には顕著な変化はなかったが、高次のアンジュレーター放射光には顕著な強度変化が見られた。正弦波型磁場からの放射光と比較して、5次光の強度は磁場形状が三角波型の場合1.5倍、矩形波型の場合0.6倍、磁場強度の半値幅を狭くすれば三角波型にくらべてより一層高調波光の強度増加が得られるという結果を得た。

論文

新しい光源を求めて

佐々木 茂美

MIA (Marubun communication media), 30, p.9 - 12, 1991/00

光速度に極めて近い速度で運動する高エネルギー電子が、その運動方向に垂直な磁場中を通過する際には、電子の進行方向に向かって放射光と呼ばれる強い光を放射することが知られている。この極めて指向性の良い光を効率よく取り出すための装置として、挿入光源と自由電子レーザーがある。本報告はこれらの装置について概説するとともに、研究開発の現状について簡単に紹介したものである。

口頭

Experimental evidences of light's orbital angular momentum carried by helical undulator harmonics

佐々木 茂美*; 宮本 篤*; 保坂 将人*; 山本 尚人*; 許 斐太郎*; 加藤 政博*; 今園 孝志; 小池 雅人

no journal, , 

相対論的速度で螺旋運動する電子が発するシンクロトロン放射(放射光)は光のスピン(円偏光)のみならず軌道角運動量を運ぶことは理論的に予想されている。我々は、紫外線より長い波長では回折限界光を発生する高輝度光源リングであるUVSOR-IIIのS1直線部に、バンチャーを挟んで直列に挿入されている2台のAPPLE型可変偏光アンジュレーターから円偏光した放射を発生させ、2種類の異なった次数の高次光による干渉パターンをBL1Uビームポート下流に置いたファイバマルチチャンネル分光器及びCCDカメラで撮像することによって系統的に測定した。実験では、種々の条件下で一重, 二重, 三重の螺旋状干渉パターンが観測され、理論的に予想される干渉パターンと非常に良い一致をみた。このアンジュレーター放射の新奇な性質は、磁気渦による共鳴X線磁気散乱や光電子顕微法による磁化構造の観察など、放射光利用研究の新たなプローブとして使われることが期待される。

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