| 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
|
| フリガナ |
ヨシタマ, ヒトシ
|
| 著者 |
YOSHITAMA, Hitoshi
|
| 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 |
要旨・審査要旨 (220.6 kB)
