干渉効果を用いた共振器型自由電子レーザーの狭帯化

利用干涉效应缩小腔自由电子激光器

• 批准号: 21656017
• 负责人: 大垣 英明
• 金额: $ 2.05万
• 依托单位: Kyoto University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Challenging Exploratory Research
• 财政年份: 2009
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2009 至 2010
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-21656017/
• 关键词: 自由電子レーザー; 光共振器; 計算コード; アンジュレータ; 干渉計

本研究は、加速器からの高エネルギー電子ビームを用いた中赤外域自由電子レーザーの狭帯化法として、光の干渉性を利用した手法を研究するとともに、ビームスプリッタを用いた、中赤外域自由電子レーザー光の新しい取り出し法を試みるものである。当該年度においては、前年度に判明したビームスプリッタ表面での光のロスを補填する必要性から、KU-FEL装置の光共振器に、日本原子力研究開発研究機構で使用していた、周期33mmで周期数52、K値1.5～0.1のアンジュレータを譲り受け、これをKU-FELに設置するための光共振器の最適化を行った。具体的には(1) 共振器からのレーザー取り出しのためのカップリングホールについて、現在の直径2.0mmから1.0mmへ変更する事で、5.7μmのFEL発振において、取り出し出力が80%程度に低下するもののゲインが9%ほど上昇する事が分かった。(2) ミラー曲率の検討のために共振器の安定化パラメータgの最適化を行い、0.75での最適解を得た。更にビームウェスト位置の最適化を行い、ミラーの曲率を上流側2946mm、下流側2456mmを得た。(3) 数値計算による手法の確立を目指し、当研究グループで開発した、共振器型FELの増幅・発振に関する計算コードの拡張を行い、光回折による損失計算に関し、より柔軟な取り扱いが可能となった。

In this paper, we try to find a new method for the application of free electrons in the red domain of accelerator. In the current and previous years, the necessity of filling in the optical resonator of the KU-FEL device was determined, and the optical resonator of the KU-FEL device was optimized by the Japan Atomic Energy Research and Development Institute, with a period of 33mm and a period of 52. Specifically,(1) resonator diameter is 2.0mm to 1.0mm, FEL vibration is 5.7μm, output is 80% lower, output is 9% higher. (2)The optimization of the resonator stability is carried out in the range of 0.75 °. In addition, the optimization of the position of the engine is carried out, and the curvature of the engine is 2946mm on the upstream side and 2456mm on the downstream side. (3)The method of numerical calculation is established as follows: when studying the development of the resonator type FEL, the amplitude and vibration of the resonator type FEL are calculated, the expansion of the resonator type FEL is calculated, and the loss calculation of the optical reflection is calculated.

项目成果

Development of MIR-FEL and THz radiation at IAE, Kyoto University

京都大学 IAE 开发 MIR-FEL 和太赫兹辐射

• 发表时间: 2009
• 作者: Hideaki Ohgaki;Toshiteru Kii;Kai Masuda;Mahmoud A.Bakr;Keisuke Higashimura;Ryota Kinjo;Kyouhei Yoshida;Satoshi Ueda;Taro Sonobe
• 通讯作者: Taro Sonobe

Research Activities on a MIR-FEL and Table-Top THz Generation in Kyoto University

京都大学 MIR-FEL 和台式太赫兹发电研究活动

• 发表时间: 2010
• 期刊: Journal of the Korean Physical Society
• 影响因子: 0.6
• 作者: H.Ohgaki;T.Kii;K.Masuda;M.A.Bakr;K.Higashimura;R.Kimjo;K.Yoshida;S.Ueda;T.Sonobe
• 通讯作者: T.Sonobe

MIR-FEL Gain Saturation at Kyoto University

京都大学 MIR-FEL 增益饱和

• 发表时间: 2009
• 期刊: Proceedings of World Renewable Energy Conference
• 作者: M.A.BAKR;Heishun ZEN;Keisuke HIGASHIMURA;Kyouhei YOSHIDA;Ryota KINJO;Taro SONOBE;Toshiteru KII;Kai MASUDA;Hideaki OHGAKI
• 通讯作者: Hideaki OHGAKI

The Present status and Future upgrade of KU-FEL

KU-FEL的现状及未来升级

• 发表时间: 2010
• 作者: M.A.Bakr;T.Kii;R.Kinjo;K.Higashimura;K.Masuda;H.Ohgaki;T.Sonobe;S.Ueda;K.Yoshida;Y.W.Choi;H.Zen
• 通讯作者: H.Zen

Present Status of Installing 1.8m Undulator for KU-FEL

KU-FEL 1.8m波荡器安装现状

• 发表时间: 2010
• 作者: S.Ueda;K.Ishida;N.Kimura;M.Takasaki;K.Yoshida;Y.W.Choi;M.A.Bakr;T.Sonobe;T.Kii;K.Masuda;H.Ohgaki
• 通讯作者: H.Ohgaki