アト秒電子ビーム発生・計測手法の確立

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当該年度は、前年度までの研究成果を基に、本研究の主たる目的であるアト秒電子ビームの発生と計測を試みた。また、採用最終年度であるため、当該年度までに得られた研究成果のまとめを実施した。以下では、具体的に実施した研究内容について記載する。前年度までに実施したGeneral Particle Tracer(GPT)を用いたビーム軌道計算から求めた電子ビーム圧縮条件に基づいて、磁気パルス圧縮器を構成する電磁石の磁場を調整し、最短パルス電子ビームの発生を試みた。電子ビームパルス幅の測定は、電子ビームがアルミミラーと真空の境界面で放射したコヒーレント遷移放射(Coherent Transition Radiation, CTR)をフーリエ分光することで実施した。本研究で構築したパルス幅測定系は、2つの異なる検出器(ボロメータとMCT検出器)を備えているため、両検出器でCTRを同時測定することにより、広帯域なCTRの周波数スペクトルを得た。超短パルス電子ビーム発生実験時には、空間電荷効果によるエミッタンスやパルス幅の増大を低減するために、電荷量をピコクーロンオーダーに設定して実験を実施した。実験結果として、preliminaryではあるが、電荷量0.7 pCで1 fsの電子ビームの発生と計測に成功した。本研究の目的であるアト秒電子ビームの発生には至らなかったものの、本研究を通じて得られたフェムト秒領域の電子ビームの発生と計測に関する知見は、今後の超短パルス電子ビーム発生・計測や超短パルス電子ビームの応用実験に寄与するものであると考える。