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  1. 020 学位論文
  2. 高エネルギー加速器科学研究科
  3. 12 加速器科学専攻

レーザープラズマ加速による高品質電子ビームの発生に関する研究

https://ir.soken.ac.jp/records/1666
https://ir.soken.ac.jp/records/1666
8b55567b-f7d5-4c51-aa23-81e069430e97
名前 / ファイル ライセンス アクション
甲1326_要旨.pdf 要旨・審査要旨 (220.6 kB)
甲1326_本文.pdf 本文 (19.6 MB)
Item type 学位論文 / Thesis or Dissertation(1)
公開日 2011-01-17
タイトル
タイトル レーザープラズマ加速による高品質電子ビームの発生に関する研究
言語
言語 jpn
資源タイプ
資源タイプ識別子 http://purl.org/coar/resource_type/c_46ec
資源タイプ thesis
著者名 吉玉, 仁

× 吉玉, 仁

吉玉, 仁

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フリガナ ヨシタマ, ヒトシ

× ヨシタマ, ヒトシ

ヨシタマ, ヒトシ

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著者 YOSHITAMA, Hitoshi

× YOSHITAMA, Hitoshi

en YOSHITAMA, Hitoshi

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学位授与機関
学位授与機関名 総合研究大学院大学
学位名
学位名 博士(理学)
学位記番号
内容記述タイプ Other
内容記述 総研大甲第1326号
研究科
値 高エネルギー加速器科学研究科
専攻
値 12 加速器科学専攻
学位授与年月日
学位授与年月日 2010-03-24
学位授与年度
値 2009
要旨
内容記述タイプ Other
内容記述 近年、レーザープラズマ加速器の研究は進み、その高い加速<br />勾配と従来の高周波加速器では不可能な高品質ビームを利用<br />する小型X線自由電子レーザー等への応用が期待されている。<br />プラズマ波を励起してウェーク場を作るには高強度のレーザー<br />パルスが必要だが、レーザーの焦点から遠ざかると回折により<br />レーザーの強度が低下してしまいウェーク場を作ることがで<br />きなくなる。このことにより加速距離が制限され、エネルギー<br />利得は高々100MeV程度に留まっていたが、キャピラリーを<br />使った光ガイディングにより焦点付近の高強度状態を保ったま<br />ま回折させずにレーザーパルスを伝播させることによってこ<br />の制限を克服することができ、3cmのキャピラリーを用いて<br />1GeVの加速が実現している。しかし、レーザー及びプラズマ<br />のパラメーターと生成される電子ビームのエネルギー広がり、<br />エミッタンス、バンチ長、電荷量等のビーム品質との関係はい<br />まだ充分に研究がなされていない。そこで、本論文はレーザー<br />とプラズマの相互作用を扱うためにPICシミュレーションを<br />用い、高品質電子ビームを実現するプラズマ加速器の開発と小<br />型のシンクロトロン放射光源に応用可能な高品質電子ビームパ<br />ラメーターの生成条件に関する研究について述べる。<br /> 先ず、ガスフィル型放電キャピラリーを開発し、それを用い<br />た光ガイディング実験を行い、生成されるプラズマチャネルに<br />よる光ガイディングを実証した。次に、キャピラリーによる電<br />子加速で、高品質な電子ビームを生成するために、Particle in<br />Cell(PIC)シミュレーションでレーザープラズマ加速による電<br />子ビームの品質とレーザー及びプラズマパラメーターを探索<br />し、キャピラリープラズマチャネルが高品質化に有効であるこ<br />とを見出した。<br /> キャピラリーの作成では生成されるプラズマチャネルを光ガ<br />イディング実験により調査した。作成したキャピラリー内で水<br />素ガスの放電を行いガイディングに最適な時刻にレーザーパル<br />スを入射したところ、光ガイディングが観測され、非局所熱平<br />衡モデルをこの結果に当てはめて電子密度プロファイルを計算<br />し、GeV級の電子加速に使用可能であることが判明した。<br /> シミュレーションはガスジェットの場合とキャピラリーの場<br />合の2種類について行った。一様分布の場合プラズマ電子密<br />度、スポット半径、パルス幅をそれぞれ変化させ、密度分布が<br />ある場合はパルス幅を変化させて生成される電子ビームのエ<br />ネルギー、エネルギー広がり、電荷量、エミッタンス、バンチ<br />長の各パラメーターに対する依存性を調べた。その結果、電子<br />ビームを高品質化するための条件が判明した。<br /> 本研究では、ガスフィル型キャピラリーの作成を行い、生成<br />されるプラズマチャネルの特性を分析した。その結果、電子加<br />速に使用できることが判った。更にシミュレーションでは各<br />パラメーターと電子ビームパラメーターとの関係が判明した。<br />本研究で得られたビームパラメーターは軟X線自由電子レー<br />ザーに応用可能であると言える。
所蔵
値 有
フォーマット
内容記述タイプ Other
内容記述 application/pdf
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Ver.1 2023-06-20 15:57:28.620366
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