トピックス

ERL光源と電子ビームにより高エネルギーの光を発生させる手法を提案
cERL光源を短パルス軟Ｘ線光源へ

2010年10月15日

島田美帆助教（KEK加速器研究施設）と羽島良一（JAEA量子ビーム応用研究部門）グループリーダーらの研究グループは、コヒーレント放射光と電子バンチとの逆コンプトン散乱により軟Ｘ線からγ線領域の光を得るこれまでと異なる手法を提案しました。

加速器を通過する電子バンチに可視光レーザーを衝突させることで、Ｘ線など、よりエネルギーの高い光を得る方法をレーザー逆コンプトン散乱と言い、この手法は既に様々な加速器で実証されています。

一方、5-GeV ERL^※１の実証器として現在建設が進められているコンパクトERL（cERL）は、電子バンチの長さがサブミリメートルであることから、赤外線よりさらに長波長域の光（コヒーレント放射光（Coherent Synchrotron Radiation : CSR)）を放出するテラヘルツ光源でもあります。可視光レーザーの代わりに、このテラヘルツ光を電子に衝突させることで、電子ビームのエネルギーに応じて、軟X線からγ線領域の光を発生させることも可能になります。

この手法によりcERLで得られる軟X線強度は、現在フォトンファクトリー(2.5GeV)の偏向電磁石光源で得られるものと同程度（光子数は帯域10％で１パルスあたり10^4-5、１秒あたり 10^13-14）と見積もられました。5-GeV ERL実現時には、電子ビームのエネルギーが上がるため、γ線領域の光源となり、様々な研究に応用できる可能性を広げます。

本研究の成果はPhysical Review Special Topics - Accelerators and Beams誌2010年10月号に掲載されました。

M. Shimada and R. Hajima : Inverse Compton scattering of coherent synchrotron radiation in an energy recovery linac. Phys. Rev. ST Accel. Beams, 13, 100701 (2010)