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論文

原研ERL-FEL超伝導加速器のディチューニング特性

沢村 勝; 永井 良治; 羽島 良一; 菊澤 信宏; 飯島 北斗; 西谷 智博; 峰原 英介

Proceedings of 2nd Annual Meeting of Particle Accelerator Society of Japan and 30th Linear Accelerator Meeting in Japan, p.448 - 450, 2005/07

原研ERL-FEL超伝導加速器のディチューニング特性を計算と測定により求めた。ローレンツ力による空洞周波数変化の計算値は境界条件の違いにより、単セル空洞で31Hzから133Hz、5セル空洞で18Hzから67Hzとなった。ディチューニングの測定値にはピックアップカップラーからの位相信号の時間変化を用いて求めた。この周波数変化にはローレンツ力によるものとヘリウム冷凍機の機械振動によるものが含まれていた。ローレンツ力による周波数変化は計算とほぼ一致した。

論文

Analysis of an FEL oscillator at zero detuning length of an optical cavity

西森 信行

Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A, 528(1-2), p.34 - 38, 2004/08

 被引用回数:1 パーセンタイル:10.64(Instruments & Instrumentation)

原研FELで初めて観測された光共振器の完全同期長発振の解析の報告である。完全同期長発振のFEL電場はself-amplified spontaneous emission (SASE) FELとよく似た性質を持っている。どちらの場合にも、光の先頭部分は自発放射光レベルであり、コヒーレントな増幅電場がそれに続く。完全同期長では、FEL光は光共振器でフィードバックされ、電子と繰り返し相互作用する。コヒーレント電場は成長を続け、飽和状態では 高い電子密度を持つSASE-FELの立上り電場とよく似た性質を持つ。完全同期長発振のピークパワーとパルス幅は、FELパラメーターと光共振器のロスにスケールする。

論文

Analysis of an FEL oscillator at zero detuning length of an optical cavity in the early stage of the field evolution

西森 信行

第14回加速器科学研究発表会報告集, p.108 - 110, 2003/11

完全同期長における高強度極短パルスFEL生成のメカニズムについて理論解析を行う。共振器型FELの最初のパスで形成される電場はSelf Amplified Spontaneous Emission(SASE)と同じであり、FELパラメーターで特徴づけられる。完全同期長でnパス後に、このSASE電場と電子のFEL相互作用で得られる電場は、FELパラメーターとパス数nで特徴づけられるSASEとよく似た電場であることを示す。

論文

Systematic measurement of maximum efficiencies and detuning lengths at JAERI free-electron laser

西森 信行; 羽島 良一; 永井 良治; 峰原 英介

Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A, 483(1-2), p.134 - 137, 2002/05

 被引用回数:7 パーセンタイル:45.84(Instruments & Instrumentation)

FEL変換効率($$eta$$)のデチューニング曲線をさまざまなゲインとロスのパラメーターで測定を行った。デチューニング長(dL)の絶対値は変換効率の最大付近で0.1$$mu$$mの精度で測定を行った。そのために外部レーザーを用いた光共振器内でのパルススタッキングを利用する。FELのゲインはバンチ電荷を変える方法ではなく、アンジュレーターギャップ長を変えることにより行った。理由はゲインを瞬時に変更することが可能で、電子バンチ性能を保持できるためである。高ゲイン,低ロス領域での最大$$eta$$はdL=0$$mu$$mで得られ、超放射領域における理論値より大きな値が得られる。これに対し低ゲイン領域ではdL=0$$mu$$mより短いところで最大$$eta$$が得られ、理論値と似た値を持つ。

論文

Intense FEL light pulses with a length of three optical cycles produced at zero detuning of an optical cavity length

西森 信行; 永井 良治

Proceedings of 13th Symposium on Accelerator Science and Technology, p.95 - 99, 2001/00

FELオシレーターの光共振器長を完全同期長に設定した状態で、FEL発振の飽和状態が消えずに残ることが初めて観測された。また、そのときのFEL光のパルス長は半値全幅で250fs,波長は22umであった。250fsというパルス幅は光のサイクル数に換算すると3サイクルに相当する。これは、今までに実現されている世界のFELの中でも最小サイクルである。FELの1パルスのエネルギーは200uJ程度なので、ピークパワーは0.8GWに達している。完全同期長における飽和発振は従来のFEL理論では許されておらず、その物理的なメカニズムは現在も研究が進められている。

論文

JAERI-FELの efficiency deuning curve のdetuning長絶対測定

西森 信行; 羽島 良一; 永井 良治; 峰原 英介

Proceedings of 26th Linear Accelerator Meeting in Japan, p.58 - 60, 2001/00

JAERI-FELのefficiency ($$eta$$) detuning curveの横軸(dL)絶対値を測定した。目的はJAERI-FELでdL=0付近で得られた高い効率が、dL=0$$mu$$mで得られたものか確かめるためである(これは、よく確立された理論と矛盾する)。dLを0.1$$mu$$m以下の精度で測定するために、モード同期Ti:sapphireレーザー(83.3MHz...共振器長の1/8の長さに対応)を共振器内に打ち込み、pulse-stackingの手法で距離を測定した。同時にFEL powerをscraper couplerで取り出し測定した。得られたdetuning curveから各マクロパルス内での電子ビームジッターはundulator中で100fs以下と推定される。実験手法と結果を報告する。

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