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Maekawa, A.

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WPBDA39 フェムト秒リアルタイム電子バンチ形状モニタ用のプローブレーザー開発 268
 
  • A. Maekawa, M. Uesaka
    東京大学工学系研究科原子力専攻
  • H. Tomizawa
    高輝度光科学研究センター
  • S. Matsubara
    理化学研究所
 
 

XFELにおいて30fs(FWHM)の極短電子バンチの計測を行うため、電気光学効果を用いた非破壊・リアルタイム・シングルショットのフェムト秒3次元(縦・横方向)バンチ形状モニタを開発している。横方向分布計測に必要となるラジアル偏光円環レーザー生成の基礎実験は完了し、現在は高時間分解能を達成する上で必須となる白色(>400nm)レーザーパルスの生成を行っている。フォトニック結晶ファイバを用いて生成しNOPAによって増幅した白色光のスペクトルをDAZZLERで補正することで、線形チャープ・矩形スペクトルをもつプローブレーザーをEO結晶へと輸送する。更に、高速の時間応答性を持つ有機EO結晶のオフラインでの評価試験も進めている。その他、バンチ形状モニタの要素技術開発の現状についても報告する。

 
WOOPF04 東大原子力ライナック・レーザー施設現状報告2009 57
 
  • M. Uesaka, K. Koyama, A. Sakumi, T. Ueda, A. Yamazaki, E. Hashimoto, A. Maekawa, T. Yamamoto, T. Natsui, K. Lee, K. Miyoshi, K. Kambe, A. Mori, S. Hirai, Y. Muroya, Y. Katsumura
    東京大学大学院工学系研究科原子力専攻
  • F. Sakamoto
    秋田高専電気情報工学科
  • T. Hosokai
    大阪大学大学院光科学センター
  • A. Zhidkov
    電力中央研究所
  • N. Nakamura, M. Yamamoto, J. Kusano, A. Itoh
    株式会社アキュセラ
  • E. Tanabe
    東京大学大学院工学系研究科原子力専攻, 株式会社アキュセラ
 
 

東大原子力専攻ではSバンドツインライナック,Xバンドライナック2台,レーザープラズマライナックを全国共同利用に供し,今年度は14件のテーマが実施されている.SバンドツインライナックのフォトカソードRFガンでは、カートリッジ式カソード交換システムを用いて266nmの波長でRFガンにインストールした際1%の量子効率が得られた.コンプトン散乱単色X線源では,電子銃RF遮断及びタングステン製スプリング破損問題を解決するため,カソード部分にRFを遮断するチョーク構造を採用した新規電子銃を設計し,2MeV,40mAを記録した.950keVXバンドでは準2色X線による物質識別試験を行っている.また,原子力状態監視保全応用を狙ったポンプベアリングの同期透視静止画像取得試験を行っている.レーザー加速ではレーザー集光点付近のプレプラズマ形状の制御結果高指向,大電荷量の電子ビームを発生させることに成功した.

 
TOBDB03 EO計測によるフェムト秒リアルタイム電子バンチ形状モニタの設計開発 452
 
  • A. Maekawa, M. Uesaka
    東京大学大学院工学系研究科原子力専攻
  • H. Tomizawa
    高輝度光科学研究センター
 
 

現在建設中のXFELでは、30fs(FWHM)の極短・低エミッタンス電子バンチ生成とアンジュレータへの正確な輸送が必要とされる。安定なSASE発振のために、XFEL運転中にフェムト秒電子バンチの3次元形状(縦・横方向分布)を電気光学(Electro-Optic)効果によって非破壊・リアルタイム・シングルショットで計測するモニタの設計開発を行っている。フェムト秒の高時間分解能を達成するために白色(>400nm)レーザーパルスと高速の時間応答性を持つ有機EO結晶及びアモルファス型カーEO結晶を、横方向分布計測のためにラジアル偏光円環レーザーをそれぞれ活用する。この3次元バンチ形状計測について、概念設計の詳細と主要構成要素の開発状況、数値計算による時間・空間分解能の見積の結果について報告する。

 
WOPSB02 プラズマ波の破壊によるレーザー・プラズマ加速器への初期電子入射 384
 
  • K. Koyama, A. Yamazaki, A. Maekawa, M. Uesaka
    東京大学大学院工学研究科原子力国際専攻
  • M. Miyashita
    東京理科大学/住友重工
  • T. Hosokai
    東京工業大学/大阪大学
 
 

レーザー・プラズマ電子加速は数mmの長さで100MeVの電子加速が可能である。5年前にモノエネルギーの電子加速に成功したが、加速エネルギー、エネルギー幅などの安定性に欠けていた。その原因は加速される初期電子を背景プラズマから成り行きに任せて供給しているために初期エネルギーと供給位置が定まらない事にある。初期電子の人為的供給の方法はいくつか提案と実験がなされているが、我々は単純なシステムの方が実用に当たって好ましいと考え,プラズマ波の伝播経路に沿ってプラズマ密度に段差を作りそこでのプラズマ波の破壊による初期電子入射の方法を開発・試験した。プラズマ密度は初期の中性ガス密度にほぼ比例するので、超音速流の端においた偏向板で斜め衝撃波を発生させて密度ジャンプを作った。レーザーのプレパルスが10^-6以下で斜め衝撃波を発生させた場合に数十MeVに加速された電子が観測されるという予想通りの結果を得た。