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| 講演抄録／キーワード | ||
| 講演名 | 2012-11-20 09:30 簡素化PIC-FDTDシミュレーションによる高効率スミス・パーセルテラヘルツ超放射の解析 ○岡島亜希子・松井龍之介・畑 浩一（三重大）  ED2012-60 エレソ技報アーカイブへのリンク：ED2012-60 |
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| 抄録 | （和） | 金属回折格子の表面近傍を相対論的速度まで加速させた電子ビームを走らせると電磁波放射が得られることは、スミス・パーセル(SP)効果として1950年代から知られている。Urata等が非線形的にSP放射が強まる（超放射）ことを報告して以来、様々な観点からSP超放射の研究が広くなされてきた。とりわけテラヘルツ（THz）自由電子レーザー（FEL）として知られるチューナブルかつテーブルトップ型のTHz放射源を実現するものとして期待されている。SP超放射を得るためには、電子ビームと誘起された表面波の相互作用による電子ビームのバンチ化が重要な役割を果たすとされている。我々は簡素化PIC-FDTD法を用いて、THzの高周波プレバンチ電子ビームによるSP超放射特性の数値解析に取り組んでいる。このモデルでは電子バンチがガウス分布関数で与えられる電荷密度分布を持った単一の粒子であると仮定し、電子バンチの運動を二次元平面に制限している。電子の加速エネルギーが同一であっても、電子ビームのプレバンチ周波数を変化させることによりチューナブルなTHz-SP超放射を得ることができる。我々の知見は、次世代のチューナブル、テーブルトップ型のTHz-SP-FELの開発に新たな道を切り拓くだろう。 |
| （英） | Smith-Purcell (SP) effect, the radiation of the electromagnetic field originates from the interaction between electron-beam (e-beam) accelerated at the relativistic speed and the induced surface wave at the metallic grating, is well known since 1950s. Since Urata et al. reported nonlinearly enhanced SP radiation (superradiance), SP superradiance is extensively studied from various viewpoints. Especially, SP superradiance is believed to realize tunable and tabletop type of terahertz (THz) radiation source known as THz-free electron laser (THz-FEL). It is believed that bunching of e-beam due to the interaction between e-beam and induced surface wave plays crucial roles in order to have SP superradiance. We have numerically investigated on the SP radiation from metal gratings excited with e-beam with high repetition THz frequency based on simplified particle-in-cell finite difference-time domain (PIC-FDTD) method. In this model, electron bunch is assumed to be a single particle with a Gaussian charge density distribution and the movement of the electron bunch is restricted only in two-dimensional space. Tunable THz SP superradiance can be obtained by changing pre-bunch repetition frequency of e-beam even under the same acceleration energy of electrons. Our findings will open the way for the development of the next-generation tunable tabletop type of THz-SP-FEL. | |
| キーワード | （和） | Smith-Purcell効果 / 超放射 / テラヘルツ自由電子レーザー / PIC-FDTD法 / / / / |
| （英） | Smith-Purcell effect / superradiance / terahertz-free electron laser / PIC-FDTD method / / / / | |
| 文献情報 | 信学技報, vol. 112, no. 303, ED2012-60, pp. 31-35, 2012年11月. | |
| 資料番号 | ED2012-60 | |
| 発行日 | 2012-11-12 (ED) | |
| ISSN | Print edition: ISSN 0913-5685 Online edition: ISSN 2432-6380 | |
| 著作権に ついて |
技術研究報告に掲載された論文の著作権は電子情報通信学会に帰属します．(許諾番号：10GA0019/12GB0052/13GB0056/17GB0034/18GB0034) | |
| PDFダウンロード | ED2012-60 エレソ技報アーカイブへのリンク：ED2012-60 |
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| 研究会情報 | |
| 研究会 | ED |
| 開催期間 | 2012-11-19 - 2012-11-20 |
| 開催地（和） | 阪大中之島センター |
| 開催地（英） | Osaka Univ. Nakanoshima Center |
| テーマ（和） | 電子管と真空ナノエレクトロニクス及びその評価技術 |
| テーマ（英） | Electron tubes, vacuum nanoelectronics, and their related technologies |
| 講演論文情報の詳細 | |
| 申込み研究会 | ED |
| 会議コード | 2012-11-ED |
| 本文の言語 | 日本語 |
| タイトル（和） | 簡素化PIC-FDTDシミュレーションによる高効率スミス・パーセルテラヘルツ超放射の解析 |
| サブタイトル（和） | |
| タイトル（英） | Numerical Analysis of Efficient Smith-Purcell Terahertz Superradiance using Simplified PIC-FDTD Simulation |
| サブタイトル（英） | |
| キーワード(1)（和/英） | Smith-Purcell効果 / Smith-Purcell effect |
| キーワード(2)（和/英） | 超放射 / superradiance |
| キーワード(3)（和/英） | テラヘルツ自由電子レーザー / terahertz-free electron laser |
| キーワード(4)（和/英） | PIC-FDTD法 / PIC-FDTD method |
| キーワード(5)（和/英） | / |
| キーワード(6)（和/英） | / |
| キーワード(7)（和/英） | / |
| キーワード(8)（和/英） | / |
| 第1著者 氏名（和/英/ヨミ） | 岡島 亜希子 / Akiko Okajima / オカジマ アキコ |
| 第1著者 所属（和/英） | 三重大学 (略称： 三重大) Mie University (略称： Mie Univ.) |
| 第2著者 氏名（和/英/ヨミ） | 松井 龍之介 / Tatsunosuke Matsui / マツイ タツノスケ |
| 第2著者 所属（和/英） | 三重大学 (略称： 三重大) Mie University (略称： Mie Univ.) |
| 第3著者 氏名（和/英/ヨミ） | 畑 浩一 / Koichi Hata / ハタ コウイチ |
| 第3著者 所属（和/英） | 三重大学 (略称： 三重大) Mie University (略称： Mie Univ.) |
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| 講演者 | 第1著者 |
| 発表日時 | 2012-11-20 09:30:00 |
| 発表時間 | 25分 |
| 申込先研究会 | ED |
| 資料番号 | ED2012-60 |
| 巻番号（vol） | vol.112 |
| 号番号（no） | no.303 |
| ページ範囲 | pp.31-35 |
| ページ数 | 5 |
| 発行日 | 2012-11-12 (ED) |
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