Study of laser stripping injection of ion beam

激光剥离注入离子束的研究

• 批准号: 20H04456
• 负责人: SAHA Pranab
• 金额: $ 11.15万
• 依托单位: Japan Atomic Energy Agency
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• 财政年份: 2020
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2020-04-01 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20H04456/
• 关键词: レーザー荷電変換; レーザー開発; レーザーイオン励起; 大強度陽子加速器; レーザー制御; レーザー光源開発

2022年度は、各担当者が以下の5項目(①～⑤)の開発、全員でレーザー荷電変換実験を実施した。①レーザー光源開発・レーザー制御では、分担者：米田と原田が最短100psのパルス幅を加速器のタイミング信号に同期して安定に出力するフロントエンド部、数100MHzのパルス列を一定出力になるように増幅するファイバー増幅器及び数μJのパルス出力を達成する最終段増幅器で構成する多段増幅レーザーシステムを開発した。②深紫外光レーザー開発では、分担者：米田が深紫外光発生のために非線形光学素子を用いた2倍波・4倍波とそれらの加算である5倍波の生成ならびに高耐久の光学ミラー開発を進めた。③レーザー出力の低減化では、分担者：米田と原田がイオンビームに照射するレーザー光を再度照射領域に16回像転送させる光学系を開発した。④イオンビーム最適化・相互作用理論研究では、代表者：サハがイオンビームライン（エネルギー：400MeV）のレーザー照射点におけるイオンビームの実空間・運動量空間の光学パラメータの最適化に向け、イオンビームのみの調整試験を実施し、ビームラインにおける大きなビーム損失がない状態で、分散関数の傾きを目標の半分まで調整することに成功した。⑤レーザー荷電変換実験整備では、分担者：原田が400MeVビームラインでのレーザー荷電変換実験に向けた準備として、50mの長距離の区間において真空パイプによるレーザー輸送光路を2本整備し、レーザー安定輸送を確立した。上記①と③で開発した光源と光学系を用いて、3MeVテストビームラインにおけるレーザー荷電変換実験を実施し、昨年度の実験結果である16.8%を上回る25%の荷電変換効率に成功した。

在2022财政年度，每个负责人开发了以下五个项目（①至⑤），并对所有这些人进行了激光电荷转换实验。 1) In the development and laser control of laser sources, Yoneda and Harada developed a multi-stage amplification laser system consisting of a front-end unit that stably outputs a pulse width of as little as 100 ps with the accelerator timing signal, a fiber amplifier that amplifies a pulse train of several hundred MHz to a constant output, and a final stage amplifier that achieves pulse output of several μJ. ②为了开发深紫外线激光器，Yoneda，该公司负责使用非线性光学元素产生双重和正交波，以产生深层紫外线光，以及高度耐用的光学镜的发展。 ③为了降低激光功率，共享者Yoneda和Harada开发了一种光学系统，该光学系统使激光束辐射到离子束上，将16次转移到辐照区域。 ④在有关离子光束优化和相互作用理论的研究中，代表性的SAHA仅对离子光束进行了调整测试，以优化离子光束线的激光照射点的真实空间和动量空间的光学参数（能量：400 MEV），并成功地调节了分散束的损失，而无需在任何一半的损失方面调整了一半的损失。在为激光电荷转换实验准备的准备工作中，共享者Harada使用真空管在50m的长距离内开发了两种激光传输光学路径，以准备在400mEV梁线上的激光电荷转换实验，以建立稳定的激光运输。使用上面①和③中开发的光源和光学系统，我们在3MEV测试梁线上进行了激光电荷转换实验，并成功地达到了25％的电荷转换效率，超过了去年实验的16.8％。

项目成果

Studies of Laser Power Reduction for the Laser Stripping of 400-MeV H- Beam at J-PARC RCS

J-PARC RCS 400-MeV H 束激光剥离的激光功率降低研究

• DOI: 10.7566/jpscp.33.011025
• 发表时间: 2021
• 期刊: JPS Conference Proceedings
• 作者: Saha Pranab Kumar;Harada Hiroyuki;Kinsho Michikazu;Yoneda Hitoki;Michine Yurina;Fuchi Aoi;Sato Atsushi;Liu Yong
• 通讯作者: Liu Yong

大強度陽子加速器におけるレーザー荷電変換入射の実現に向けた原理実証実験

在高强度质子加速器中实现激光电荷转换注入的原理验证实验

• 发表时间: 2020
• 作者: 大坪嘉之;木村真一;伊賀文俊;原田寛之 et al.
• 通讯作者: 原田寛之 et al.

レーザー荷電変換による400 MeV H0原子からのDopplerシフトBalmer分光測定装置の開発・校正

使用激光电荷转换从 400 MeV H0 原子开发和校准多普勒频移巴尔默光谱仪

• 发表时间: 2021
• 作者: T. Yamaguchi;S. Sakanaka;N. Yamamoto;D. Naito;T. Takahashi;柴田崇統 et al.
• 通讯作者: 柴田崇統 et al.

大強度陽子加速器におけるレーザー荷電変換実験用レーザー装置開発

高强度质子加速器中激光电荷转换实验激光装置的研制

• 发表时间: 2021
• 作者: Kohei Hattori;Masatoshi Itoh;Satoshi Adachi;Shohei Yonekura;Tsutomu Shinozuka;Kanako Komma;Hiromu Hayashi;Genki Hosoya;Shumpei Yamazaki;Yohei Matsuda;Nobuhiro Yamasaki;Mitsuhiro Fukuda;Hiroki Kanda;Tetsuhiko Yorita;Masao Nakao;Satoshi Kuras;野村鮎子;渕葵 et al.
• 通讯作者: 渕葵 et al.

Status of the proof-of-principle demonstration of 400 MeV H- laser stripping at J-PARC

J-PARC 400 MeV H 激光剥离原理验证演示的现状

• 发表时间: 2020
• 期刊: Proc. of 17th Annual Meeting of PASJ
• 作者: Tsun Him Chong;Mitsuhiro Fukuda;Tetsuhiko Yorita;Hiroki Kanda;Yusuke Yasuda;Keijiro Takeda;Takafumi Hara;Shotaro Matsui;Atsushi Ishiyama;So Noguchi;Hiroshi Ueda;Jun Yoshida;Shigeo Nagaya;Tomonori Watabe;Pranab Kumar Saha et al.
• 通讯作者: Pranab Kumar Saha et al.