• S. Inoue, H. Maesaka, S. Matsubara, Y. Otake
  理化学研究所
• K. Yanagida, H. Ego, A. Yamashita
  高輝度光科学研究センター

X線自由電子レーザー計画のビームモニターシステムの制御装置について報告する。本装置は，RF-BPMとCTの電子回路装置，スクリーンモニター(SCM)のスクリーンの駆動，SCMのズーム・フォーカスやコリメータのステッピングモータを制御対象とする。これらの多数で複雑な機器を制御するために，複雑な命令を容易に実現できるPLCベースにて構成した。上位計算機とは，FL-netを用いて通信を行う。RF-BPMとCTの電子回路装置，モータコントローラとは，耐ノイズ性に優れたDeviceNetを用いて通信を行う。モータコントローラについては，DeviceNetで通信する絶対値エンコーダによる位置検出・多種の原点復帰方法などの高い機能を備えたものを新しく開発した。スクリーンの駆動などについては，多芯ケーブルを用いる。SCSS試験加速器でこの制御装置の評価試験を行い，安定に動作することを確認した。

• K. Yanagida, H. Tomizawa
  高輝度光科学研究センター
• S. Inoue, H. Maesaka, S. Matsubara, Y. Otake
  理化学研究所

X線自由電子レーザー計画で使用されるスクリーンモニタは10μm以下の空間分解能が要求される。我々は空間分解能に寄与する要因を分析し、最適な設計及び製作を行い、評価試験を行った。分解能に寄与する主たる要因としてレンズ等の収差、CCDピクセルサイズ、回折パターンの大きさ及び発光点深度によるデフォーカスがある。特に回折については、OTRの円錐状に拡がる発光角分布を繰り込んだFraunhofer回折パターンを考慮した。設計手法はこれら要因の寄与（分解能）を全て計算し、最適化を行うことであった。本システムにおいて最小の分解能（半値半幅）を計算で見積もった結果、OTRを観測する場合は約2μm、Ce:YAG等の場合は約3μmになった。SCSS試験加速器にて測定された最小ビームサイズはOTRの場合で14.5μm、Ce:YAGの場合で18.5μmであり、上記の分解能で計測されていると思われる。

• S. Matsubara, H. Maesaka, T. Ohshima, S. Inoue, N. Hosoda, K. Tamasaku, T. Togashi, M. Nagasono, A. Higashiya, M. Yabashi, Y. Otake
  理化学研究所　X線自由電子レーザー計画推進本部

理化学研究所が推し進めるXFEL計画の加速器では、50fs精度のタイミングシステムが必要である。XFELの原理実証用の試験加速器においては、タイミングシステムの時間基準信号と加速器の電子ビームの同期精度が、rmsで50 fs程度であることが確認されている。しかしながら、実際にユーザが使用するEUV-FEL光と時間基準信号との同期性を評価する手法がなく、この手法の確立が急務である。この手法を確立する最初の試みとして、波長60nmのEUVパルスのタイミングを真空用高速PDを用いて直接観測する方法を試験した。大ピーク強度の光を直接観測することで、高いS/Nが期待できる。この試験では、PDによる時間基準信号に対するジッタの測定限界が2.5 ps(rms)であるこが判った。この結果は、先に述べた50fsの測定精度には及ばないが、パルスEUV光のタイミング調整が簡便に行えることを証明するものである。

• H. Maesaka, S. Inoue, S. Matsubara, A. Higashiya, T. Ohshima, M. Yabashi, T. Shintake, Y. Otake
  理化学研究所　X線自由電子レーザー計画合同推進本部
• K. Yanagida, H. Ego, H. Tomizawa
  高輝度光科学研究センター

X線自由電子レーザー(XFEL)計画で使用するビーム診断システムの開発状況について報告する。XFEL装置では分解能0.5μm以下のBPM ，分解能10μm以下のスクリーンモニタ(SCM)，高速でノイズに強いCT，ビームの時間構造を分解能10fs以下で測定するためのRFディフレクタ(RFDEF)が必要となる。これらの要求を満たすため，共振周波数4760MHzのRF-BPM，差動型のCT，オーダーメード光学系のSCM，共振周波数5712MHzのRFDEF空胴を開発してきた。前回報告以降，RF-BPM，CT，SCMについては量産初号機が出来上がったので，SCSS試験加速器においてビームテストをおこなった。その結果，XFELに必要な性能を持っていることの確証を得た。また，RFDEFについては7セルモデルを製作し，低電力RF測定をおこなった。その結果，必要な性能があることを確認した。