チェレンコフ回折放射を用いた超高速ビーム位置モニターの研究開発

利用切伦科夫衍射辐射的超快光束位置监测器的研发

• 批准号: 20K12486
• 负责人: 宮原 房史
• 金额: $ 2.75万
• 依托单位: High Energy Accelerator Research Organization
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2020
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2020-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20K12486/
• 关键词: チェレンコフ回折放射; ビーム非破壊モニター; ビーム位置モニター; ビームの時間構造測定; ビーム診断; 加速器; チェレンコフ放射; 電子ビーム; 非線形光学

本研究で使用するテェレンコフ回折放射を増幅するレーザー光学系の設計が終了した。光学系は光をファイバーに集光する部分と増幅システム、両者の間を結ぶ光ファイバー伝送部分で構成され、いずれの設計も終了した。チェレンコフ回折放射のモニター本体部の設計ではビームが誘電体近傍を通過した際に誘電体内で光が反射を繰り返し、光の取り出しポートまで伝播する。光量を増やすためには誘電体のサイズを大きくすることが有効であるが、サイズが大きいと内部で反射を繰り返し、光の経路差の分だけ時間方向の分解能が悪化する問題があった。必要な光量が得られる誘電体の大きさと形状設計が終了した。

本研究中用于放大捷连科夫衍射辐射的激光光学系统的设计已经完成。光学系统由将光会聚成光纤的部分、放大系统以及连接两者的光纤传输部分组成，两者的设计均已完成。在切伦科夫衍射辐射监测器本体的设计中，当光束经过电介质附近时，光在电介质内反复反射并传播到光提取端口。增大电介质的尺寸对于增加光量是有效的，但是如果尺寸大，则存在反复发生内反射并且由于光路的差异而使时间方向上的分辨率劣化的问题。提供必要光量的电介质的尺寸和形状的设计已经完成。