電子ビーム高輝度化のための高度計測技術の開発

开发提高电子束亮度的先进测量技术

• 批准号: 08J00533
• 负责人: 全 炳俊
• 金额: $ 0.77万
• 依托单位: Kyoto University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2008
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2008 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-08J00533/
• 关键词: 高輝度電子ビーム; 放射光; 超高時間分解計測; 自由電子レーザ; 高周波電子銃

本研究の目的は,電子ビームミクロパルス中での横方向特性の時間発展計測法を開発し,電子銃の高性能化による電子ビームの更なる高輝度化,およびその電子ビームを用いた高機能放射光源の高性能化・高輝度化に寄与することにある.そのため,本研究期間内においては,ストリークカメラを用いた超高時間分解計測とトモグラフィ法を用いた横方向特性計測法とを組み合わせることによって,ミクロパルス中での横方向特性時間発展計測法の開発と開発した手法を用いた電子ビーム特性計測を通し,電子銃の更なる高性能化に向けた指針を示すことを目標としている.そのため,本年度は以下の項目を実施した.1.光学系の整備2.光学系の設計コード開発3.25MeV電子から放出される遷移放射光をストリークカメラにより計測し,電子バンチの時間長さとその加速器運転条件に対する依存性を計測した.その結果,1電子バンチあたりの電荷量が最大30pC程度と小さいため,25MeV電子から放射される遷移放射光強度が十分ではない事が判明した.このため,より高強度の光が得られるチェレンコフ放射を時間分解計測に用いることを考えている.4.時間分解計測において信頼性の高い実験データを得られるように,また,バンチあたりの電荷量を増大させるために,二つの手法により,ビーム負荷変動補償法を導入した.一つは高周波加速管へ投入する高周波電力を変化させる手法であり,もう一つは加速空胴の共振周波数を投入する高周波電力の周波数よりも数百kHz程度低く調整する手法である.これらの手法により,電子ビームエネルギーをマクロパルス中で一定に保つことに成功し,バンチあたりの電荷量を最大50pC程度まで増強することに成功した.また,これらの手法により,京都大学中赤外自由電子レーザ装置における,レーザ出力の大幅な増強と,レーザゲイン飽和を達成することができた.

本研究的目的是开发一种测量电子束微脉冲横向特性随时间演化的方法，通过改善电子枪的性能进一步提高电子束的亮度，提高电子束的功能性使用电子束的目标是有助于提高同步辐射源的性能和亮度，因此，在本研究期间，我们将开发使用条纹相机和横向特性测量的超高时间分辨测量。通过结合使用断层扫描的方法，可以得到微脉冲中的横向特征时间发射。我们的目标是通过开发扩展的测量方法并使用所开发的方法测量电子束特性，为进一步提高电子枪的性能提供指导。为此，我们今年实施了以下项目： 1. 光学系统。 2.光学系统设计代码开发 3. 我们使用条纹相机测量了 25 MeV 电子发射的跃迁同步辐射，并测量了电子束的时间长度及其对加速器工作条件的依赖性。结果，我们发现每个电子束的电荷量一直到30p。结果发现，25 MeV 电子发射的跃迁同步辐射的强度不足以满足 C 的要求。因此，我们正在考虑使用可以获得更高强度光的切伦科夫辐射来进行时间分辨测量 4。为了在时间分辨测量中获得高度可靠的实验数据并增加每束的电荷量，我们引入了一种采用两种方法的束流负载波动补偿方法：一是如何改变高频功率。输入到管子另一种方法是将加速腔的谐振频率调整为比注入高频功率的频率低数百kHz，通过这些方法，可以在宏脉冲期间保持电子束能量恒定。每束的电荷量最大约为50 pC。此外，通过使用这些方法，我们能够显着增加激光输出并增加京都大学中红外自由电子激光装置的激光增益。能够达到饱和。

项目成果

Beam Loading Compensation in Thermionic RF Gun by Using RF Detuning

利用射频失谐在热离子射频枪中进行光束负载补偿

• 发表时间: 2008
• 作者: H. Zen;R. Kinjo;K. Higashimura;T. Kii;K. Masuda;H. Ohgaki
• 通讯作者: H. Ohgaki