コヒーレント遷移放射マイケルソン干渉法によるフェムト秒電子パルス評価

使用相干跃迁辐射迈克尔逊干涉测量法评估飞秒电子脉冲

• 批准号: 10780312
• 负责人: 渡部 貴宏
• 金额: $ 0.96万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
• 财政年份: 1998
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1998 至 1999
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-10780312/
• 关键词: 電子加速器; 極短電子パルス; フェムト秒パルス; サブピコ秒パルス; マイケルソン干渉計; パルス計測; ストリークカメラ; ピコ秒パルス; 極短パルス; パルス診断; 干渉法

当初の目的通り、計測手段が確立されていない極短電子パルス(100フェムト秒以下の電子パルス)を計測する手法の確立を目指し、当施設で発生することが可能なフェムト秒からピコ秒の電子パルスを実際に使用して研究を行ってきた。具体的には、フェムト秒パルス計測として最適化されたコヒーレント遷移放射マイケルソン干渉計(電子ビームが発生するコヒーレント遷移放射を干渉分光させ、取得されたスペクトルから電子パルスを診断する干渉計)を作製し、フェムト秒からピコ秒の電子パルスを計測した。計測では、同時にストリークカメラ(200フェムト秒以上のパルスにおいて非常に信頼性の高い計測手段)も用いて計測し、干渉計による計測結果と比較・検討することで、極短電子パルスの計測法としての干渉法の信頼性・特徴を吟味し、まとめた。その結果、ビームスプリッター、カットオフ周波数など計測波長範囲を決定する要因を目的の電子パルスにとって最適化(バンチ形状因子の値が0.1程度になるよう設定)すること、電荷量の正確な測定および光学アライメントの重要性を定量的に評価することがてき、極短電子パルスの計測法として信頼性のある計測をするための条件を示した。例えば今回の計測では、サブピコ秒パルスにとって最適化された波長取得範囲であったため、ピコ秒パルスの計測にはスペクトルの傾きに誤差が生じ、ひいては計測結果に200フェムト秒の誤差が生じた。また、電荷量測定の5%の誤差は100フェムト秒の計測誤差を生み、ミスアライメント(光学ミラーの調整ミス)は計測不能の原因となる可能性もあることがわかった。

The purpose of this study is to establish a measurement method for extremely short electron transport (electron transport of less than 100 seconds), to establish a measurement method, and to conduct research on the practical use of electron transport when the device is designed to be generated. Specifically, the measurement and optimization of electron migration emission is carried out in the system of electron emission measurement and electron emission measurement. The measurement results are compared with those of the measurement results of the measurement method for measuring extremely short electron distances (200 seconds or more) and the reliability characteristics of the measurement method for extremely short electron distances. The results, parameters, cycle number, measurement wavelength range, etc. are determined based on the objective of electronic optimization.(The value of the shape factor is set to 0.1). The correct measurement of the charge quantity and the quantitative evaluation of the importance of the optical shape factor are described. The measurement method of the extremely short electron shape factor and the measurement conditions of the information quality are described. For example, the measurement of the current cycle is not accurate, and the measurement results are not accurate. 5% error in charge measurement is less than 100 seconds. Measurement error is caused by optical adjustment and measurement failure.

项目成果

M.Uesaka, T.Watanabe: "Femtosecond electron beam genaration by S-band laser photocathode RF gun and linac" Proc. of 8th Advanced Accelerator Conference. in press (1998)

M.Uesaka、T.Watanabe：“通过 S 波段激光光电阴极射频枪和直线加速器生成飞秒电子束”Proc。

J.Sugahara, T.Watanabe: "Evaluation of time resolution of subpicosecond electron diagnostics by coherent transition radiation interferometer" Proc. of 23rd Linear Accelerator Meeting in Japan. 196-198 (1998)

J.Sugahara、T.Watanabe：“通过相干跃迁辐射干涉仪评估亚皮秒电子诊断的时间分辨率”Proc。

T.Watanabe: "Subpicosecond electron single-beam diagnostics by a coherent transition radiation interferometer and a streak camera"Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A. 437. 1-11 (1999)

T.Watanabe：“通过相干跃迁辐射干涉仪和条纹相机进行亚皮秒电子单束诊断”核物理研究仪器和方法 A. 437. 1-11 (1999)

M.Uesaka: "Current status Report of Femtosecond Triplet Electron Linac at Nucl. Eng. Res. Lab., University of Tokyo"Proceedings of the 12th Symposium on Accelerator Science and Technology. 31 (1999)

M.Uesaka：“东京大学核工程研究实验室飞秒三重态电子直线加速器的现状报告”第12届加速器科学技术研讨会论文集。

M.Uesaka, T.Watanabe: "Femtosecond electron beam generation and measurement for laser synchrotron radiation" Nuclear Instruments and Methods A. 410,3. 424-430 (1998)

M.Uesaka、T.Watanabe：“激光同步辐射的飞秒电子束生成和测量”核仪器和方法 A. 410,3。