電子ライナックのコヒーレント放射を用いたチェレンコフメーザー開発のための基礎研究

利用电子直线加速器的相干辐射开发切伦科夫微波激射器的基础研究

基本信息

批准号：
15760637
负责人：
高橋俊晴
金额：
$ 2.43万
依托单位：
Kyoto University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
财政年份：
2003
资助国家：
日本
起止时间：
2003 至 2004
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究は、電子ライナックの短バンチビームを用いたテラヘルツ・ミリ波領域におけるコヒーレントなチェレンコフ放射の基礎的性質を実験的に解明し、新型チェレンコフメーザー開発のための基礎研究を行うことを目的とする。昨年度は、ビームトランスポート系下流に設けた真空槽の中で数種類の誘電体を交換し、電子ビームからの距離、角度などを変化させる操作を真空容器外部から行うためのシステムを構築したが、今年度は、真空槽の中に鏡2枚からなる光共振器を取り付け、外部からリモート制御可能なシステムを構築した。この光共振器を用いて、まず誘電体を用いない場合のコヒーレント遷移放射の増幅を試みたが、波長分布が変化したのみで、光強度の増加は見られなかった。昨年度の研究で新たに開発したビーム診断法により、4マイクロ秒幅のパルスの中では、バンチ間隔が最大60フェムト秒の揺らぎを持っていることが初めて明らかにされたが、光パルスが共振器の中で多数回反射を繰り返す間に、そのバンチ間隔のずれが増幅され、光パルスがうまく重なり合わないことが、メーザー増幅を抑制している原因として考えられる。したがって、誘電体を用いるチェレンコフメーザーにおいても大きな増幅率を得るためには、バンチ間隔の揺らぎの原因である、電子加速に使うマイクロ波の位相揺らぎを小さくするよう、加速器を改造するか、位相揺らぎのない加速器を用いる必要がある。

本研究的目的是利用电子直线加速器的短束束实验阐明太赫兹/毫米波区域相干切伦科夫辐射的基本特性，并为新型切伦科夫微波激射器的开发进行基础研究。去年，我们更换了安装在电子束传输系统下游的真空室中的几种介电材料，今年构建了一个允许操作从真空室外部改变电子束的距离、角度等的系统。，我们在真空室内安装了一个由两个镜子组成的光学谐振器，并构建了一个可以从外部远程控制的系统。使用这种光学谐振器，我们首先尝试在不使用电介质的情况下放大相干跃迁辐射，但仅波长分布发生变化，并且没有观察到光强度的增加。利用去年研究中新开发的束流诊断方法，首次揭示了在4微秒宽的脉冲内，束团间距波动高达60飞秒，抑制微波激射放大的原因被认为是偏差。当光脉冲重复反射多次时，束团间距被放大，并且光脉冲不能正确重叠。因此，即使在使用电介质的切伦科夫微波激射器中，为了获得大的放大系数，有必要对加速器进行改造以减少用于电子加速的微波的相位波动（这是束间距波动的原因），或者减少需要使用无相位波动的加速器。