光学的手法によるミリ波帯超高電界加速器の先駆的研究

点击翻译按钮获取中文摘要

本研究は、ミリ波帯電磁波を利用した超高電界加速器の検討を目的としている。加速電磁波は数ミリの波長だが、光学的手法を用いる事で、加速管の外形としては従来の加速管程度の数cmという大きさになる事を前提としている。光学的手法によるミリ波帯加速管としては、様々な形状が考えられるが、ラグビーボール型はミリ波帯の加速管として、位相速度が任意であるなどの特徴がある。また誘電体航跡場加速はチューブ型の誘電体構造でミリ波帯の加速構造として10GV/m以上が得られている方法である。他にも微細加工による光学的な手法などを検討する事が本研究の目的である。本年度は、ラグビーボール型及びパラボラ型についてシミュレーションによる検討をさらに進めた。さらにこれらと似た方法として誘電体航跡場加速で利用されているチューブ型のミリ波構造についても解析界及びシミュレーションによる検討を行った。特に単一通過の航跡場だけでは非常に高い電荷が必要だが、マルチバンチのビームと共振ミラーを用いれば比較的容易にビーム実験が可能であり、これらの場合の最適化を行った。さらに昨年度までに製作したラグビーボール型構造などのミリ波共振空洞について、極短バンチのビーム施設で実験を行うため、空洞を真空中に吊下げ位置を精密に制御してビームを通すための空洞制御機構を設計・製作した。また空洞以外の光学的手法によるミリ波帯加速器としてFELを光源とし、微細構造による波面変換での直接場加速についてシミュレーションによる検討を行った。