Generation of Terahertz Coherent Synchrotron Radiation by using Laser and Electron Beam

使用激光和电子束产生太赫兹相干同步辐射

基本信息

  • 批准号:
    17360039
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 7.95万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    日本
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
  • 财政年份:
    2005
  • 资助国家:
    日本
  • 起止时间:
    2005 至 2007
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

We have succeeded in producing coherent synchrotron radiation in the terahertz region by using relativistic electron bunches with micro-density structures. The micro-structures were created by a newly developed method, which utilize the interaction between electrons and laser field. Electrons traveling with laser pulse in alternating magnetic field can exchange their energy with laser field under some resonant condition. As the result, an energy modulation is created on the electron bunch. This energy modulation is converted to a density modulation as the electron bunch is proceeding in the accelerator, as the result of the energy dependence of the path length. Such system has been constructed on the UVSOR-II electron storage ring in Institute for Molecular Science.We have successfully demonstrated that an electron bunch with a single dip structure of sub-picosecond width emitted intense broadband coherent THz pulse. The dip structure was created by injecting femtosecond laser pulses into the storage ring.We have also demonstrated that an electron bunch with a periodic micro-structure of a sub-picosecond period emitted narrowband coherent THz pulse. In this case, amplitude modulated laser pulses are injected into the ring, which were created by newly developed system in collaboration with a research group of Lille University France. It is well known that synchrotron radiation is extremely broadband from radio-wave to X-rays. This is the first experimental result that monochromatic synchrotron radiation is extracted from a uniform magnetic field. By changing the period of the microstructure, we could change the radiation wavelength.The results have indicated the possibility to control the amplitude and the phase of synchrotron radiation. The developed method can be realized most of the existing synchrotron light sources.
我们通过使用微密度结构的相对论电子束在Terahertz区域成功产生相干同步辐射。微结构是通过新开发的方法创建的,该方法利用了电子与激光场之间的相互作用。在某些谐振条件下,在交替的磁场中以激光脉冲传播的电子可以将其能量与激光场交换。结果,在电子束上创建了能量调制。由于路径长度的能量依赖性,由于电子束在加速器中进行时,该能量调制被转换为密度调制。这种系统已在分子科学研究所的UVSOR-II电子存储环上构建。我们成功地证明了一个具有亚比秒宽度单个倾斜结构的电子束发出了强烈的宽带相干Thz脉冲。浸入结构是通过将飞秒激光脉冲注入储物环中而产生的。我们还证明了一个具有周期性微型结构的电子束,次秒时期发射了窄带相干脉冲。在这种情况下,将振幅调节激光脉冲注入了环,由新开发的系统与法国里尔大学的研究小组合作创建。众所周知,从无线电波到X射线的宽带同步加速器辐射极为宽带。这是从均匀磁场中提取单色同步子辐射的第一个实验结果。通过更改微结构的周期,我们可以更改辐射波长。结果表明有可能控制同步辐射的振幅和相位。可以实现开发的方法大多数现有的同步子光源。

项目成果

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专利数量(0)
Terahertz Light Generation at UVSOR-II
UVSOR-II 的太赫兹光产生
  • DOI:
  • 发表时间:
    2008
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    M. Shimada;et. al.
  • 通讯作者:
    et. al.
電子蓄積リングとレーザーを用いたコヒーレントテラヘルツ光の発生
使用电子存储环和激光器产生相干太赫兹光
  • DOI:
  • 发表时间:
    2007
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    島田 美帆;他
  • 通讯作者:
UVSOR-IIにおけるレーザーバンチスライス実験
UVSOR-II 的激光束切片实验
  • DOI:
  • 发表时间:
    2006
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    島田 美帆;他
  • 通讯作者:
UVSOR-IIにおけるテラヘルツ光の発生
UVSOR-II 中产生太赫兹光
  • DOI:
  • 发表时间:
    2008
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    島田 美帆;他
  • 通讯作者:
Spectrum Measurement of THz CSR via Laser Bunch Slicing at UVSOR-II
通过 UVSOR-II 激光束切片进行太赫兹 CSR 光谱测量
  • DOI:
  • 发表时间:
    2007
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    島田 美帆;他
  • 通讯作者:
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