JP2001345503A - レーザ逆コンプトン光生成装置 - Google Patents

レーザ逆コンプトン光生成装置

Info

Publication number
JP2001345503A
JP2001345503A JP2000163780A JP2000163780A JP2001345503A JP 2001345503 A JP2001345503 A JP 2001345503A JP 2000163780 A JP2000163780 A JP 2000163780A JP 2000163780 A JP2000163780 A JP 2000163780A JP 2001345503 A JP2001345503 A JP 2001345503A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
laser
reaction section
laser beam
compton light
electron
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2000163780A
Other languages
English (en)
Inventor
Nobutada Aoki
延忠 青木
Satoshi Nakagawa
敏 中川
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
Priority to JP2000163780A priority Critical patent/JP2001345503A/ja
Publication of JP2001345503A publication Critical patent/JP2001345503A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Particle Accelerators (AREA)
  • Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)
  • Lasers (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】逆コンプトン散乱効果を利用してＸ線またはγ
線等の短波長光を生成するレーザ逆コンプトン光生成装
置を提供する。 【解決手段】本発明に係るレーザ逆コンプトン光生成装
置は、反応部１８の別々の位置にレーザ逆コンプトン光
ポート２２と、レーザビームポート２１とを設置した。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、電子ビームにレー
ザビームを衝突させ、逆コンプトン散乱効果を利用して
大収量の短波長光を生成するレーザ逆コンプトン光生成
装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、原子核や素粒子等の技術分野で
は、電磁力を用いて荷電粒子等の電子ビームを高エネル
ギ状態に加速させる電子蓄積リングが良く知られてい
る。この電子蓄積リングは、当初、研究用に開発された
ものであるが、最近では、ほぼ光速で走る電子ビームに
レーザビームを衝突させ、逆コンプトン散乱効果を利用
して大収量のＸ線やγ線等を生成し、生成したＸ線やγ
線等を各種分野へ広く適用することが行われている。そ
の中で、Ｘ線は半導体リソグラフィ、物質構造の検査、
生体組織検査、超微量分析等に広く利用されている。ま
た、γ線は、核物理分野でのプローブ（探査）光として
利用されている。
【０００３】このように、より多くの分野への適用が期
待されているレーザ逆コンプトン光生成装置は、例え
ば、図１５に示す構成のものが良く知られている。
【０００４】全体を符号１で示す電子蓄積リングは、線
形加速器２、入射器３、偏向電磁石４、直線部分を利用
し電子ビーム５にレーザビーム６を衝突させる反応部
７、反応部７で生成したレーザ逆コンプトン光８を取り
出すレーザ逆コンプトン光取出しポート９、レーザ装置
１０、レーザ入射光学系１１を備えた構成になってい
る。
【０００５】線形加速器２は、電子を数千万ボルト（数
十ＭｅＶ）まで加速し、輸送管１２を介して入射器３か
らビームダクト１３に入射する。ビームダクト１３に入
射した電子は、偏向電磁石４で磁場が加えられて時計方
向に偏向し、ビームダクト１３内を周回する。
【０００６】その際、直線部を利用した反応部７では、
レーザ装置１０からのレーザビーム６がレーザ入射光学
系１１を介して入射され、ここで電子ビーム５に衝突さ
せ、衝突に基づくレーザ逆コンプトン光８を生成する。
生成したレーザ逆コンプトン光８は、レーザ逆コンプト
ン光取出しポート９から例えばリソグラフィ等の利用系
１４に供給するようになっている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】図１５で示した従来の
レーザ逆コンプトン光生成装置では、レーザビーム６の
入射とレーザ逆コンプトン光８の取出しとが同一のポー
トであるレーザ逆コンプトン光取出しポート９で行われ
ている。レーザビーム６の入射とレーザ逆コンプトン光
８の取出しとを一つのレーザ逆コンプトン光取出しポー
ト９で併用させたのは、電子ビーム５とレーザビーム６
との正面衝突（ヘッドオン）方向に対して角度を浅く
し、衝突する領域をより長くさせて大収量のレーザ逆コ
ンプトン光８を確保する考えに基づく。
【０００８】しかし、このような考えは、衝突領域を長
く確保できる反面、光学レンズ系を用いてレーザビーム
６を集束するとき、長い焦点距離のレンズを用いなけれ
ばならないが、レーザビーム６の集束径を小さくできな
いことを考えると、反応部７でのレーザビーム６の密度
を高くすることができなくなる問題があった。
【０００９】また、レーザ逆コンプトン光８は、レーザ
入射光学系１１からのレーザビーム６との干渉を避ける
ためにレーザビーム入射角を設定しなければならない
が、その設定角度が限られた範囲でしか選択できず、種
々の不都合をもたらしていた。
【００１０】また、レーザ逆コンプトン光８の波長も、
適用する電子ビーム５のエネルギとレーザビーム６の波
長とが設定されていれば、レーザビーム６の入射角度に
依存することになっており、上述のとおり、入射角度の
自由選択が許されないと、極く限られた範囲のものしか
選択できない不都合・不具合があった。
【００１１】本発明は、このような事情に対処してなさ
れたもので、短波長光の選択範囲をより広くし、かつ大
収量のレーザ逆コンプトン光を効率よく生成できるレー
ザ逆コンプトン光生成装置を提供することを目的とす
る。
【００１２】
【課題を解決するための手段】本発明に係るレーザ逆コ
ンプトン光生成装置は、上述の目的を達成するために、
請求項１に記載したように、電子蓄積リングの直線部分
を利用して反応部を形成し、この反応部にレーザ系から
のレーザビームを供給し、電子ビームに衝突させ、レー
ザ逆コンプトン光を生成するレーザ逆コンプトン光生成
装置において、上記反応部の別々の位置にレーザ逆コン
プトン光ポートとレーザビームポートとを設置したもの
である。
【００１３】また、本発明に係るレーザ逆コンプトン光
生成装置は、上述の目的を達成するために、請求項２に
記載したように、電子蓄積リングの直線部分を利用して
反応部を形成し、この反応部にレーザ系からのレーザビ
ームを供給し、電子ビームに衝突させ、レーザ逆コンプ
トン光を生成するレーザ逆コンプトン光生成装置におい
て、上記反応部の別々の位置にレーザ逆コンプトン光ポ
ートとレーザビームポートとを設置するとともに、上記
レーザ系に設けられ、レーザビームを集束させる集光光
学素子と、上記反応部の上流側に設けられ、電子ビーム
を集束させる集束電磁石とを備えたものである。
【００１４】また、本発明に係るレーザ逆コンプトン光
生成装置は、上述の目的を達成するために、請求項３に
記載したように、電子蓄積リングの直線部分を利用して
反応部を形成し、この反応部にレーザ系からのレーザビ
ームを供給し、電子ビームに衝突させ、レーザ逆コンプ
トン光を生成するレーザ逆コンプトン光生成装置におい
て、上記反応部に供給されたレーザビームに線状集束部
分を形成させる円筒ミラーを設けたものである。
【００１５】また、本発明に係るレーザ逆コンプトン光
生成装置は、上述の目的を達成するために、請求項４に
記載したように、電子蓄積リングの直線部分を利用して
反応部を形成し、この反応部にレーザ系からのレーザビ
ームを供給し、電子ビームに衝突させ、レーザ逆コンプ
トン光を生成するレーザ逆コンプトン光生成装置におい
て、上記反応部の別々の位置にレーザ逆コンプトン光ポ
ートとレーザビームポートとを設置するとともに、上記
レーザ系に設けられ、レーザビームを集束させる集光光
学素子と、上記反応部の上流側に設けられ、電子ビーム
を集束させる集束電磁石と、上記反応部に設けられ、供
給されたレーザビームに線状集束部分を形成させる円筒
ミラーとを備えたものである。
【００１６】また、本発明に係るレーザ逆コンプトン光
生成装置は、上述の目的を達成するために、請求項５に
記載したように、円筒ミラーは、反応部の軸方向に沿っ
て複数設けたものである。
【００１７】また、本発明に係るレーザ逆コンプトン光
生成装置は、上述の目的を達成するために、請求項６に
記載したように、電子蓄積リングの直線部分を利用して
反応部を形成し、この反応部にレーザ系からのレーザビ
ームを供給し、電子ビームに衝突させ、レーザ逆コンプ
トン光を生成するレーザ逆コンプトン光生成装置におい
て、上記反応部に設けられ、供給されたレーザビームを
電子ビーム軸に平行に偏向させる穴あきミラーと、電子
ビーム軸に平行のレーザビームを電子ビーム軸に向かわ
せる方向に偏向させる穴あきプリズムと、電子ビーム軸
に向かわせる方向に偏向させたレーザビームにレーザ線
状集束部分を形成させる円筒ミラーとを備えたものであ
る。
【００１８】また、本発明に係るレーザ逆コンプトン光
生成装置は、上述の目的を達成するために、請求項７に
記載したように、電子蓄積リングの直線部分を利用して
反応部を形成し、この反応部にレーザ系からのレーザビ
ームを供給し、電子ビームに衝突させ、レーザ逆コンプ
トン光を生成するレーザ逆コンプトン光生成装置におい
て、上記反応部の別々の位置にレーザ逆コンプトン光ポ
ートとレーザビームポートとを設置する一方、上記レー
ザ系に設けられ、レーザビームを集束させる集光光学素
子と、上記反応部に設けられ、供給されたレーザビーム
を電子ビーム軸に平行に偏向させる穴あけミラーと、電
子ビーム軸に平行のレーザビームを電子ビーム軸に向か
わせる方向に偏向させる穴あきプリズムと、電子ビーム
軸に向かわせる方向に偏向させたレーザビームにレーザ
線状集束部分を形成させる円筒ミラーと、上記反応部の
上流側に設けられ、電子ビームを集束させる集束電磁石
とを備えたものである。
【００１９】また、本発明に係るレーザ逆コンプトン光
生成装置は、上述の目的を達成するために、請求項８に
記載したように、電子蓄積リングの直線部分を利用して
反応部を形成し、この反応部にレーザ系からのレーザビ
ームを供給し、電子ビームに衝突させ、レーザ逆コンプ
トン光を生成するレーザ逆コンプトン光生成装置におい
て、上記反応部に供給されたレーザビームをレーザ線状
集束部分として形成する半導体レーザを設けたものであ
る。
【００２０】また、本発明に係るレーザ逆コンプトン光
生成装置は、上述の目的を達成するために、請求項９に
記載したように、半導体レーザは、反応部の軸方向に沿
って複数設置したものである。
【００２１】また、本発明に係るレーザ逆コンプトン光
生成装置は、上述の目的を達成するために、請求項１０
に記載したように、半導体レーザは、反応部の軸方向に
対し、軸対象に複数設置したものである。
【００２２】また、本発明に係るレーザ逆コンプトン光
生成装置は、上述の目的を達成するために、請求項１１
に記載したように、電子蓄積リングの直線部分を利用し
て反応部を形成し、この反応部にレーザ系からのレーザ
ビームを供給し、電子ビームに衝突させ、レーザ逆コン
プトン光を生成するレーザ逆コンプトン光生成装置にお
いて、上記反応部の外側に設けたレーザ装置から上記反
応部に向かって出射するレーザビームのビーム路を閉光
路に形成する共振器ミラーを備えたものである。
【００２３】また、本発明に係るレーザ逆コンプトン光
生成装置は、上述の目的を達成するために、請求項１２
に記載したように、電子蓄積リングの直線部分を利用し
て反応部を形成し、この反応部にレーザ系からのレーザ
ビームを供給し、電子ビームに衝突させ、レーザ逆コン
プトン光を生成するレーザ逆コンプトン光生成装置にお
いて、上記反応部の外側に設けたレーザ装置から上記反
応部に向かって出射するレーザビームのビーム路を閉光
路に形成する共振器ミラーと、上記閉光路に設けられ、
線形加速器からの信号と、レーザ装置からのレーザビー
ムとを同期調整するモードロック機構部とを備えたこも
のである。
【００２４】また、本発明に係るレーザ逆コンプトン光
生成装置は、上述の目的を達成するために、請求項１３
に記載したように、電子蓄積リングの直線部分を利用し
て反応部を形成し、この反応部にレーザ系からのレーザ
ビームを供給し、電子ビームに衝突させ、レーザ逆コン
プトン光を生成するレーザ逆コンプトン光生成装置にお
いて、上記反応部の外側に設けたレーザ装置から上記反
応部に向かって出射するレーザビームのビーム路を閉光
路に形成する共振器ミラーと、上記閉光路の外側に設け
られ、上記共振器ミラーにレーザビームを出射するレー
ザ装置とを備えたものである。
【００２５】また、本発明に係るレーザ逆コンプトン光
生成装置は、上述の目的を達成するために、請求項１４
に記載したように、レーザ装置は、入口側レーザ共振ミ
ラーと出口側レーザ共振ミラーとを備えたものである。
【００２６】また、本発明に係るレーザ逆コンプトン光
生成装置は、上述の目的を達成するために、請求項１５
に記載したように、電子蓄積リングの直線部分を利用し
て反応部を形成し、この反応部にレーザ系からのレーザ
ビームを供給し、電子ビームに衝突させ、レーザ逆コン
プトン光を生成するレーザ逆コンプトン光生成装置にお
いて、上記反応部の外側に設けたレーザ装置から上記反
応部に向かって出射するレーザビームのビーム路を閉光
路に形成する共振器ミラーと、上記閉光路の外側に設け
られ、上記共振器ミラーにレーザビームを出射するレー
ザ装置と、上記共振器ミラーからのレーザビームをフィ
ードバックさせてレーザビームのモードと電子ビームの
モードとを同期調整するモード同調用共振器ミラーとを
備えたものである。
【００２７】また、本発明に係るレーザ逆コンプトン光
生成装置は、上述の目的を達成するために、請求項１６
に記載したように、レーザ装置は、チタンサファイアレ
ーザ、色素レーザ、半導体レーザのうち、いずれかを選
択したものである。
【００２８】また、本発明に係るレーザ逆コンプトン光
生成装置は、上述の目的を達成するために、請求項１７
に記載したように、閉光路は三角形形状に形成したもの
である。
【００２９】
【発明の実施の形態】以下、本発明に係るレーザ逆コン
プトン光生成装置の実施形態を図面および図面に付した
符号を引用して説明する。
【００３０】図１は、本発明に係るレーザ逆コンプトン
光生成装置の第１実施形態を示す概略系統図である。
【００３１】本実施形態に係るレーザ逆コンプトン光生
成装置は、ビームダクト１５により閉回路に形成した電
子蓄積リング１６と、この電子蓄積リング１６の一側に
接続する線形加速器１７と、この電子蓄積リング１６の
他側の直線部分を利用した反応部１８にレーザ系１９か
らのレーザビーム２０を入射するレーザビームポート２
１と、その反応部１８の下流側のビームダクト１５に接
続するレーザ逆コンプトン光ポート２２とを備えた構成
になっている。
【００３２】線形加速器１７は、電子を数千万ボルトに
加速するもので、輸送管２３および入射器２４を介して
加速した電子を電子蓄積リング１６に供給している。
【００３３】電子蓄積リング１６は、偏向電磁石２５を
複数個備え、線形加速器１７から供給された電子ビーム
２６を偏向させビームダクト２５内を周回している。
【００３４】一方、レーザ系１９は、レーザ装置２７、
レーザ入射光学系２８を備え、レーザ装置２７からのレ
ーザビーム２０をレーザ入射光学系２８、レーザビーム
ポート２１を介して反応部１８に供給し、ここで交叉角
θの選択幅を大きく拡げて電子ビーム２６に衝突させ、
その際、逆コンプトン散乱効果を利用してＸ線またはγ
線のレーザ逆コンプトン光２９を生成し、生成したレー
ザ逆コンプトン光２９をレーザ逆コンプトン光ポート２
２から例えばリソグラフィ等の利用系３０に供給する。
【００３５】このように、本実施形態は、電子蓄積リン
グ１６の直線部分を利用した反応部１８と、この反応部
１８の下流側との別々の位置にレーザビームポート２１
とレーザ逆コンプトン光ポート２２とをそれぞれ設け、
電子ビーム２６にレーザビーム２０を衝突させる交叉角
θを拡く設定したので、反応部１８で生成したレーザ逆
コンプトン光の波長の選択幅を拡げることができ、選択
幅の拡がったレーザ逆コンプトン光を大収量することが
できる。
【００３６】なお、本実施形態は、電子蓄積リング１６
の直線部分を利用した反応部１８にレーザビームポート
２１を設けるともに、反応部１８の下流側にレーザ逆コ
ンプトン光ポート２２を設けたが、この例に限らず、例
えば図２に示すように、反応部１８の上流側に電子ビー
ム２６を集束させる集束電磁石３１を設けると共に、レ
ーザ系１９にレーザビーム２０を集光させる集光光学系
素子３２を設け、反応部１８にレーザビーム２０と電子
ビーム２６との集束点Ｐを形成すれば、レーザ逆コンプ
トン光２９の量を集束点Ｐで電子ビーム２６の密度とレ
ーザビーム２０の密度とに比例して増加させることがで
き、極めて効果的である。
【００３７】図３は、本発明に係るレーザ逆コンプトン
光生成装置の第３実施形態を示す概念図である。なお、
第１実施形態の構成部分と同一または対応する部分には
同一符号を付す。
【００３８】本実施形態に係るレーザ逆コンプトン光生
成装置は、電子蓄積リング１６の反応部１８に軸方向に
沿って複数の円筒ミラー３３，３３を設置したものであ
る。円筒ミラー３３，３３は、図４に示すように、電子
ビーム２６の電子ビーム軸にレーザビーム２０が集束す
る位置に設置される。
【００３９】このように、本実施形態は、電子蓄積リン
グ１６の反応部１８に軸方向に沿って複数の円筒ミラー
３３，３３を設置するとともに、その設置位置を電子ビ
ーム軸にレーザビーム２０の線状集束部分が形成できる
位置に設定し、レーザビーム２０の密度を高めたので、
電子ビーム２６とレーザビーム２０との衝突の際、大収
量のレーザ逆コンプトン光２９を効果的に生成すること
ができる。
【００４０】図５は、本発明に係るレーザ逆コンプトン
光生成装置の第４実施形態を示す概念図である。なお、
第１実施形態および第３実施形態の構成部分と同一また
は対応する部分には同一符号を付す。
【００４１】本実施形態に係るレーザ逆コンプトン光生
成装置は、第２実施形態と第３実施形態とを組み合わせ
たもので、電子蓄積リング１６の反応部１８の上流側に
電子ビーム２６を集束させる集束電磁石３１を設け、レ
ーザ系１９にレーザビーム２０を集光さる集光光学素子
３２を設けるとともに、反応部１８で、かつ集束電磁石
３１の下流側に円筒ミラー３３，３３，…を設けたもの
である。
【００４２】このように、本実施形態は、反応部１８に
集束電磁石３１と円筒ミラー３３，３３，…を設けると
ともに、レーザ系１９に集光光学素子３２を設け、電子
ビーム２６およびレーザビーム２０のそれぞれの軸に対
して集束させたので、レーザビーム２０の密度を増加さ
せることができ、レーザビーム２０の密度の増加に伴っ
てレーザ逆コンプトン光２９を効果的に生成することが
できる。
【００４３】図６は、本発明に係るレーザ逆コンプトン
光生成装置の第５実施形態を示す概念図である。なお、
第１実施形態の構成部分と同一または対応する部分には
同一符号を付す。
【００４４】本実施形態に係るレーザ逆コンプトン光生
成装置は、電子蓄積リング１６の反応部１８に穴あきミ
ラー３４と穴あきプリズム３５とを設置するとともに、
穴あきプリズム３５の上流側に円筒ミラー３６を設置し
たものである。
【００４５】このような構成を備えた反応部１８におい
て、穴あきミラー３４に入射したレーザビーム２０は、
ここで電子ビーム２６の電子ビーム軸と平行にさせ、さ
らに穴あきプリズム３５で予め定められた角度にして電
子ビーム軸に向かわせる方向に偏向させる。穴あきプリ
ズム３５で偏向したレーザビーム２０は、図７に示すよ
うに、円筒ミラー３６内の電子ビーム軸上に向かわせて
レーザ線状集束部分を形成し、円筒ミラー３６内を順
次、反射を繰り返して進む間に、電子ビーム軸上に順
次、レーザ線状集束部分を形成してその密度を高める。
【００４６】このように、本実施形態は、反応部１８に
穴あきミラー３４、穴あきプリズム３５、円筒ミラー３
６を設置し、レーザビーム２０を電子ビーム軸に向かわ
せて偏向させ、集束部分を形成して密度を高めたので、
電子ビーム２６とレーザビーム２０との衝突の際、大収
量のレーザ逆コンプトン光を効果的に生成することがで
きる。
【００４７】図８は、本発明に係るレーザ逆コンプトン
光生成装置の第６実施形態を示す概念図である。なお、
第１実施形態および第５実施形態の構成部分と同一また
は対応する部分には同一符号を付す。
【００４８】本実施形態に係るレーザ逆コンプトン光生
成装置は、第２実施形態と第５実施形態とを組み合わせ
たもので、電子蓄積リング１６の反応部１８に穴あきミ
ラー３４、穴あきプリズム３５、円筒ミラー３６、電子
ビーム２６を集束させる集束電磁石３１を設けるととも
に、レーザ系１９にレーザビーム２０を集光させる集光
光学素子３２を設けたものである。
【００４９】このように、本実施形態は、反応部１８に
穴あきミラー３４、穴あきプリズム３５、円筒ミラー３
６、集束電磁石３１を設けるとともに、レーザ系１９に
集束光学素子３２を設け、レーザ系１９からのレーザビ
ーム２０を穴あきミラー３４、穴あきプリズム３５で偏
向させ、偏向したレーザビーム２０を円筒ミラー３６で
電子ビーム２６の電子ビーム軸上に向かわせて集束部分
を形成してその密度を高めたので、電子ビーム２６とレ
ーザビーム２０との衝突の際、大収量のレーザ逆コンプ
トン光２９を効果的に生成することができる。
【００５０】図９は、本発明に係るレーザ逆コンプトン
光生成装置の第７実施形態を示す概念図である。なお、
第１実施形態の構成部分と同一または対応する部分には
同一符号を付す。
【００５１】本実施形態に係るレーザ逆コンプトン光生
成装置は、電子蓄積リング１６の反応部１８の軸方向に
複数の半導体レーザ３７，３７，…を設けるとともに、
円筒レンズ等のレンズ系３８，３８，…を設け、半導体
レーザ３７，３７，…からのレーザビーム２０をレンズ
系３８，３８，…およびレーザ入射口３９，３９，…を
介して反応部１８に入射し、電子ビーム２６の電子ビー
ム軸に線状の集束部分を形成したものである。なお、半
導体レーザ３７，３７，…、レンズ系３８，３８，…お
よびレーザ入射口３９，３９，…は、図１０に示すよう
に、反応部１８に対し、軸対象にそれぞれ設けている。
【００５２】このように、本実施形態は、反応部１８に
対して軸対象位置に複数の半導体レーザ３７，３７，
…、レンズ系３８，３８，…およびレーザ入射口３９，
３９，…を設け、半導体レーザ３７，３７，…からのレ
ーザビーム２０を電子ビーム２６の電子ビーム軸に線状
の集束部分を形成してその密度を高めたので、電子ビー
ム２６とレーザビーム２０との衝突の際、大収量のレー
ザ逆コンプトン光を効果的に生成することができる。
【００５３】図１１は、本発明に係るレーザ逆コンプト
ン光生成装置の第８実施形態を示す概念図である。な
お、第１実施形態の構成部分と同一または対応する部分
には同一符号を付す。
【００５４】本実施形態に係るレーザ逆コンプトン光生
成装置は、電子蓄積リング１６の反応部１８の外側に設
けたレーザ装置２７から反応部１８に向かって出射した
レーザビーム２０のビーム路がレーザ入射口３９，３
９，…および反応部１８を介して三角形状の閉光路とな
るように共振器ミラー４０，４０，４０を設置するとと
もに、共振器ミラー４０，４０，４０で強度を高めたレ
ーザビーム２０をレーザ入射口３９，３９，…を介して
反応部１８を通る電子ビーム２６の電子ビーム軸で衝突
させたものである。
【００５５】このように、本実施形態は、レーザ装置２
７から出射したレーザビーム２０のビーム路が三角形状
の閉光路となるように共振器ミラー４０，４０，４０を
設置し、共振器ミラー４０，４０，４０で強度を高めた
レーザビーム２０を電子ビーム軸で電子ビーム２６と衝
突させたので、大収量のレーザ逆コンプトン光を効果的
に生成することができる。
【００５６】なお、本実施形態は、レーザビーム２０の
ビーム路が三角形状の閉光路となるように共振器ミラー
４０，４０，４０を反応部１８の外側に設置したが、こ
の例に限らず、例えば、図１２に示すように、共振器ミ
ラー４０とレーザ装置２７との間にモードロック機構部
４１を設け、図１で示した線形加速器１７からの信号に
レーザ装置２７からのレーザビーム２０を同期調整し、
電子ビーム２６の電子ビーム軸でパルス状の電子ビーム
２６とパルス状のレーザビーム２０とを衝突させてもよ
い。
【００５７】図１３は、本発明に係るレーザ逆コンプト
ン光生成装置の第１０実施形態を示す概念図である。な
お、第１実施形態および第８実施形態の構成部分と同一
または対応する部分には同一符号を付す。
【００５８】本実施形態に係るレーザ逆コンプトン光生
成装置は、電子蓄積リング１６における反応部１８のレ
ーザ入射口３９，３９，…を介して三角形状の閉光路に
形成したレーザビーム２０のビーム路の外側に、入口側
レーザ共振器ミラー４２ａおよび出口側レーザ共振器ミ
ラー４２ｂを備えたレーザ装置２７を設置し、レーザビ
ーム２０のビーム路の外側に設けたレーザ装置２７から
反応部１８に向かって出射したレーザビーム２０をビー
ム路内の共振器ミラー４０，４０，…で蓄積させ、強度
を高めたレーザビーム２０を電子ビーム２６の電子ビー
ム軸で衝突させたものである。
【００５９】このように、本実施形態は、三角形状の閉
光路に形成したレーザビーム２０のビーム路の外側に、
入口側レーザ共振器ミラー４２ａ、出口側レーザ共振器
ミラー４２ｂを備えたレーザ装置２７を設置し、レーザ
装置２７からのレーザビーム２０をビーム路内の共振器
ミラー４０，４０，…で強度を高めて電子ビーム軸で電
子ビーム２６と衝突させたので、大収量のレーザ逆コン
プトン光を効果的に生成することができる。
【００６０】図１４は、本発明に係るレーザ逆コンプト
ン光生成装置の第１１実施形態を示す概念図である。な
お、第１実施形態および第８実施形態の構成部分と同一
または対応する部分には同一符号を付す。
【００６１】本実施形態に係るレーザ逆コンプトン光生
成装置は、電子蓄積リング１６の反応部１８にレーザビ
ーム２０のビーム路を三角形状の閉光路に形成し、その
ビーム路の外側にレーザ装置２７を設置する際、そのビ
ーム路内の共振器ミラー４０，４０，…のうち、少なく
とも一つ以上にモード同調用共振器ミラー４３を設けた
ものである。
【００６２】従来、レーザビーム２０のビーム路の外側
にレーザ装置２７を設置する場合、ビーム路内のレーザ
ビームモードとレーザ装置２７からのレーザビーム発振
モードとの間に偏差が出ることがある。
【００６３】本実施形態は、このような点を考慮したも
ので、ビーム路内の共振器ミラー４０，４０，…のう
ち、少なくとも一つ以上にレーザビーム２０をフィード
バックさせて調整するモード同調用共振器ミラー４３を
設け、ビーム路内のレーザビームモードとレーザ装置２
７からのレーザビーム発振モードとを同調させたもので
ある。なお、レーザ装置２７は、スペクトル幅の広い発
振特性を持ったチタンサファイアレーザ、色素レーザ、
半導体レーザのうち、いずれかが選択されている。
【００６４】このように、本実施形態は、ビーム路内の
レーザビームモードとレーザ装置２７からのレーザビー
ム発振モードとを同調させ強度を高めて電子ビーム軸で
電子ビーム２６と衝突させたので、大収量のレーザ逆コ
ンプトン光を効果的に生成することができる。
【００６５】
【発明の効果】以上の説明のとおり、本発明に係るレー
ザ逆コンプトン光生成装置は、レーザビームポートとレ
ーザ逆コンプトン光ポートとのそれぞれを反応部の別々
の位置に設け、レーザビームを電子ビームに衝突させる
交叉角を拡く設定したので、レーザ逆コンプトン光の波
長の選択幅を拡げることができる。
【００６６】また、本発明に係るレーザ逆コンプトン光
生成装置は、レーザビームの密度を増加させる手段を設
けてレーザビームを電子ビームに衝突させたので、大収
量のレーザ逆コンプトン光を効果的に生成することがで
きる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るレーザ逆コンプトン光生成装置の
第１実施形態を示す概略系統図。
【図２】本発明に係るレーザ逆コンプトン光生成装置の
第２実施形態を示す概念図。
【図３】本発明に係るレーザ逆コンプトン光生成装置の
第３実施形態を示す概念図。
【図４】図３のＡ−Ａ矢視方向から切断した切断断面
図。
【図５】本発明に係るレーザ逆コンプトン光生成装置の
第４実施形態を示す概念図。
【図６】本発明に係るレーザ逆コンプトン光生成装置の
第５実施形態を示す概念図。
【図７】図６のＢ−Ｂ矢視方向から切断した切断断面
図。
【図８】本発明に係るレーザ逆コンプトン光生成装置の
第６実施形態を示す概念図。
【図９】本発明に係るレーザ逆コンプトン光生成装置の
第７実施形態を示す概念図。
【図１０】図９のＣ−Ｃ矢視方向から切断した切断断面
図。
【図１１】本発明に係るレーザ逆コンプトン光生成装置
の第８実施形態を示す概念図。
【図１２】本発明に係るレーザ逆コンプトン光生成装置
の第９実施形態を示す概念図。
【図１３】本発明に係るレーザ逆コンプトン光生成装置
の第１０実施形態を示す概念図。
【図１４】本発明に係るレーザ逆コンプトン光生成装置
の第１１実施形態を示す概念図。
【図１５】本発明に係るレーザ逆コンプトン光生成装置
を示す概略系統図。
【符号の説明】
１ 電子蓄積リング ２ 線形加速器 ３ 入射器 ４ 偏向電磁石 ５ 電子ビーム ６ レーザビーム ７ 反応部 ８ レーザ逆コンプトン光 ９ レーザ逆コンプトン光取出しポート １０ レーザ装置 １１ レーザ入射光学系 １２ 輸送管 １３ ビームダクト １４ 利用系 １５ ビームダクト １６ 電子蓄積リング １７ 線形加速器 １８ 反応部 １９ レーザ系 ２０ レーザビーム ２１ レーザビームポート ２２ レーザ逆コンプトン光ポート ２３ 輸送管 ２４ 入射器 ２５ 偏向電磁石 ２６ 電子ビーム ２７ レーザ装置 ２８ レーザ入射光学系 ２９ レーザ逆コンプトン光 ３０ 利用系 ３１ 集束電磁石 ３２ 集光光学素子 ３３ 円筒ミラー ３４ 穴あきミラー ３５ 穴あきプリズム ３６ 円筒ミラー ３７ 半導体レーザ ３８ レンズ系 ３９ レーザ入射口 ４０ 共振器ミラー ４１ モードロック機構部 ４２ａ 入口側レーザ共振ミラー ４２ｂ 出口側レーザ共振ミラー ４３ モード同調用共振器ミラー
フロントページの続き Ｆターム(参考） 2G085 AA14 BA13 BA15 BA20 CA19 DB04 4G075 AA01 AA43 CA36 CA39 CA42 DA02 EB24 EB32 EC06 5F072 AC10 HH02 HH03 JJ20 KK06 LL08 PP07 RR07 RR10 YY03 YY05

Claims (17)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 電子蓄積リングの直線部分を利用して反
    応部を形成し、この反応部にレーザ系からのレーザビー
    ムを供給し、電子ビームに衝突させ、レーザ逆コンプト
    ン光を生成するレーザ逆コンプトン光生成装置におい
    て、上記反応部の別々の位置にレーザ逆コンプトン光ポ
    ートとレーザビームポートとを設置したことを特徴とす
    るレーザ逆コンプトン光生成装置。
  2. 【請求項２】 電子蓄積リングの直線部分を利用して反
    応部を形成し、この反応部にレーザ系からのレーザビー
    ムを供給し、電子ビームに衝突させ、レーザ逆コンプト
    ン光を生成するレーザ逆コンプトン光生成装置におい
    て、上記反応部の別々の位置にレーザ逆コンプトン光ポ
    ートとレーザビームポートとを設置するとともに、上記
    レーザ系に設けられ、レーザビームを集束させる集光光
    学素子と、上記反応部の上流側に設けられ、電子ビーム
    を集束させる集束電磁石とを備えたことを特徴とするレ
    ーザ逆コンプトン光生成装置。
  3. 【請求項３】 電子蓄積リングの直線部分を利用して反
    応部を形成し、この反応部にレーザ系からのレーザビー
    ムを供給し、電子ビームに衝突させ、レーザ逆コンプト
    ン光を生成するレーザ逆コンプトン光生成装置におい
    て、上記反応部に供給されたレーザビームに線状集束部
    分を形成させる円筒ミラーを設けたことを特徴とするレ
    ーザ逆コンプトン光生成装置。
  4. 【請求項４】 電子蓄積リングの直線部分を利用して反
    応部を形成し、この反応部にレーザ系からのレーザビー
    ムを供給し、電子ビームに衝突させ、レーザ逆コンプト
    ン光を生成するレーザ逆コンプトン光生成装置におい
    て、上記反応部の別々の位置にレーザ逆コンプトン光ポ
    ートとレーザビームポートとを設置するとともに、上記
    レーザ系に設けられ、レーザビームを集束させる集光光
    学素子と、上記反応部の上流側に設けられ、電子ビーム
    を集束させる集束電磁石と、上記反応部に設けられ、供
    給されたレーザビームに線状集束部分を形成させる円筒
    ミラーとを備えたことを特徴とするレーザ逆コンプトン
    光生成装置。
  5. 【請求項５】 円筒ミラーは、反応部の軸方向に沿って
    複数設けたことを特徴とする請求項３または４記載のレ
    ーザ逆コンプトン光生成装置。
  6. 【請求項６】 電子蓄積リングの直線部分を利用して反
    応部を形成し、この反応部にレーザ系からのレーザビー
    ムを供給し、電子ビームに衝突させ、レーザ逆コンプト
    ン光を生成するレーザ逆コンプトン光生成装置におい
    て、上記反応部に設けられ、供給されたレーザビームを
    電子ビーム軸に平行に偏向させる穴あきミラーと、電子
    ビーム軸に平行のレーザビームを電子ビーム軸に向かわ
    せる方向に偏向させる穴あきプリズムと、電子ビーム軸
    に向かわせる方向に偏向させたレーザビームにレーザ線
    状集束部分を形成させる円筒ミラーとを備えたことを特
    徴とするレーザ逆コンプトン光生成装置。
  7. 【請求項７】 電子蓄積リングの直線部分を利用して反
    応部を形成し、この反応部にレーザ系からのレーザビー
    ムを供給し、電子ビームに衝突させ、レーザ逆コンプト
    ン光を生成するレーザ逆コンプトン光生成装置におい
    て、上記反応部の別々の位置にレーザ逆コンプトン光ポ
    ートとレーザビームポートとを設置する一方、上記レー
    ザ系に設けられ、レーザビームを集束させる集光光学素
    子と、上記反応部に設けられ、供給されたレーザビーム
    を電子ビーム軸に平行に偏向させる穴あけミラーと、電
    子ビーム軸に平行のレーザビームを電子ビーム軸に向か
    わせる方向に偏向させる穴あきプリズムと、電子ビーム
    軸に向かわせる方向に偏向させたレーザビームにレーザ
    線状集束部分を形成させる円筒ミラーと、上記反応部の
    上流側に設けられ、電子ビームを集束させる集束電磁石
    とを備えたことを特徴とするレーザ逆コンプトン光生成
    装置。
  8. 【請求項８】 電子蓄積リングの直線部分を利用して反
    応部を形成し、この反応部にレーザ系からのレーザビー
    ムを供給し、電子ビームに衝突させ、レーザ逆コンプト
    ン光を生成するレーザ逆コンプトン光生成装置におい
    て、上記反応部に供給されたレーザビームをレーザ線状
    集束部分として形成する半導体レーザを設けたことを特
    徴とするレーザ逆コンプトン光生成装置。
  9. 【請求項９】 半導体レーザは、反応部の軸方向に沿っ
    て複数設置したことを特徴とする請求項８記載のレーザ
    逆コンプトン光生成装置。
  10. 【請求項１０】 半導体レーザは、反応部の軸方向に対
    し、軸対象に複数設置したことを特徴とする請求項８記
    載のレーザ逆コンプトン光生成装置。
  11. 【請求項１１】 電子蓄積リングの直線部分を利用して
    反応部を形成し、この反応部にレーザ系からのレーザビ
    ームを供給し、電子ビームに衝突させ、レーザ逆コンプ
    トン光を生成するレーザ逆コンプトン光生成装置におい
    て、上記反応部の外側に設けたレーザ装置から上記反応
    部に向かって出射するレーザビームのビーム路を閉光路
    に形成する共振器ミラーを備えたことを特徴とするレー
    ザ逆コンプトン光生成装置。
  12. 【請求項１２】 電子蓄積リングの直線部分を利用して
    反応部を形成し、この反応部にレーザ系からのレーザビ
    ームを供給し、電子ビームに衝突させ、レーザ逆コンプ
    トン光を生成するレーザ逆コンプトン光生成装置におい
    て、上記反応部の外側に設けたレーザ装置から上記反応
    部に向かって出射するレーザビームのビーム路を閉光路
    に形成する共振器ミラーと、上記閉光路に設けられ、線
    形加速器からの信号と、レーザ装置からのレーザビーム
    とを同期調整するモードロック機構部とを備えたここと
    を特徴とするレーザ逆コンプトン光生成装置。
  13. 【請求項１３】 電子蓄積リングの直線部分を利用して
    反応部を形成し、この反応部にレーザ系からのレーザビ
    ームを供給し、電子ビームに衝突させ、レーザ逆コンプ
    トン光を生成するレーザ逆コンプトン光生成装置におい
    て、上記反応部の外側に設けたレーザ装置から上記反応
    部に向かって出射するレーザビームのビーム路を閉光路
    に形成する共振器ミラーと、上記閉光路の外側に設けら
    れ、上記共振器ミラーにレーザビームを出射するレーザ
    装置とを備えたことを特徴とするレーザ逆コンプトン光
    生成装置。
  14. 【請求項１４】 レーザ装置は、入口側レーザ共振ミラ
    ーと出口側レーザ共振ミラーとを備えたことを特徴とす
    る請求項１３記載のレーザ逆コンプトン光生成装置。
  15. 【請求項１５】 電子蓄積リングの直線部分を利用して
    反応部を形成し、この反応部にレーザ系からのレーザビ
    ームを供給し、電子ビームに衝突させ、レーザ逆コンプ
    トン光を生成するレーザ逆コンプトン光生成装置におい
    て、上記反応部の外側に設けたレーザ装置から上記反応
    部に向かって出射するレーザビームのビーム路を閉光路
    に形成する共振器ミラーと、上記閉光路の外側に設けら
    れ、上記共振器ミラーにレーザビームを出射するレーザ
    装置と、上記共振器ミラーからのレーザビームをフィー
    ドバックさせてレーザビームのモードと電子ビームのモ
    ードとを同期調整するモード同調用共振器ミラーとを備
    えたことを特徴とするレーザ逆コンプトン光生成装置。
  16. 【請求項１６】 レーザ装置は、チタンサファイアレー
    ザ、色素レーザ、半導体レーザのうち、いずれかを選択
    したことを特徴とするレーザ逆コンプトン光生成装置。
  17. 【請求項１７】 閉光路は三角形形状に形成したことを
    特徴とする請求項１１，１２，１３または１５記載のレ
    ーザ逆コンプトン光生成装置。
JP2000163780A 2000-05-31 2000-05-31 レーザ逆コンプトン光生成装置 Pending JP2001345503A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2000163780A JP2001345503A (ja) 2000-05-31 2000-05-31 レーザ逆コンプトン光生成装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2000163780A JP2001345503A (ja) 2000-05-31 2000-05-31 レーザ逆コンプトン光生成装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2001345503A true JP2001345503A (ja) 2001-12-14

Family

ID=18667486

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2000163780A Pending JP2001345503A (ja) 2000-05-31 2000-05-31 レーザ逆コンプトン光生成装置

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2001345503A (ja)

Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002333500A (ja) * 2001-05-10 2002-11-22 Sumitomo Heavy Ind Ltd 短パルスｘ線発生装置及び発生方法
JP2004150851A (ja) * 2002-10-29 2004-05-27 Japan Atom Energy Res Inst 光子誘起による陽電子消滅γ線分光及び短寿命原子核準位の測定法
JP2004219187A (ja) * 2003-01-14 2004-08-05 Japan Atom Energy Res Inst レーザー逆コンプトンガンマ線を用いた核異性体生成による高精度、高ｓ／ｎ、高効率での同位体分析法
JP2006344731A (ja) * 2005-06-08 2006-12-21 Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd レーザー光周回装置及びレーザー光周回方法
JP2007533081A (ja) * 2004-04-09 2007-11-15 リンシャン テクノロジーズ インコーポレイテッド 高線束の小型コンプトンｘ線源用の装置、システム、および方法
WO2009005061A1 (ja) * 2007-07-04 2009-01-08 Ihi Corporation Ｘ線計測装置及びｘ線計測方法
JP2009016119A (ja) * 2007-07-03 2009-01-22 Ihi Corp Ｘ線発生装置の波長変更装置および方法
JP2010205594A (ja) * 2009-03-04 2010-09-16 Ihi Corp Ｘ線射出装置
US8000448B2 (en) 2007-07-03 2011-08-16 Ihi Corporation Device and method for adjusting collision timing between electron beam and laser light
US8102968B2 (en) 2007-07-03 2012-01-24 Ihi Corporation High brightness X-ray generating device and method
JP2012078359A (ja) * 2011-11-01 2012-04-19 Ihi Corp Ｘ線計測装置及びｘ線計測方法

Cited By (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002333500A (ja) * 2001-05-10 2002-11-22 Sumitomo Heavy Ind Ltd 短パルスｘ線発生装置及び発生方法
JP2004150851A (ja) * 2002-10-29 2004-05-27 Japan Atom Energy Res Inst 光子誘起による陽電子消滅γ線分光及び短寿命原子核準位の測定法
JP2004219187A (ja) * 2003-01-14 2004-08-05 Japan Atom Energy Res Inst レーザー逆コンプトンガンマ線を用いた核異性体生成による高精度、高ｓ／ｎ、高効率での同位体分析法
JP2007533081A (ja) * 2004-04-09 2007-11-15 リンシャン テクノロジーズ インコーポレイテッド 高線束の小型コンプトンｘ線源用の装置、システム、および方法
JP2006344731A (ja) * 2005-06-08 2006-12-21 Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd レーザー光周回装置及びレーザー光周回方法
US8000448B2 (en) 2007-07-03 2011-08-16 Ihi Corporation Device and method for adjusting collision timing between electron beam and laser light
JP2009016119A (ja) * 2007-07-03 2009-01-22 Ihi Corp Ｘ線発生装置の波長変更装置および方法
US8102968B2 (en) 2007-07-03 2012-01-24 Ihi Corporation High brightness X-ray generating device and method
JP2009016147A (ja) * 2007-07-04 2009-01-22 Ihi Corp Ｘ線計測装置及びｘ線計測方法
WO2009005061A1 (ja) * 2007-07-04 2009-01-08 Ihi Corporation Ｘ線計測装置及びｘ線計測方法
US8345824B2 (en) 2007-07-04 2013-01-01 Ihi Corporation X-ray metering apparatus, and X-ray metering method
JP2010205594A (ja) * 2009-03-04 2010-09-16 Ihi Corp Ｘ線射出装置
JP2012078359A (ja) * 2011-11-01 2012-04-19 Ihi Corp Ｘ線計測装置及びｘ線計測方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2528622B2 (ja) 高輝度Ｘ線又はγ線の発生方法及び装置
US8558202B2 (en) Extreme ultraviolet light source apparatus
US4835446A (en) High field gradient particle accelerator
US20050279947A1 (en) Acceleration of charged particles using spatially and temporally shaped electromagnetic radiation
JP2001345503A (ja) レーザ逆コンプトン光生成装置
TW201524053A (zh) 自由電子雷射
WO2016006100A1 (ja) 極端紫外光生成装置
EP1059708B1 (en) Apparatus for photoreaction
KR20200027516A (ko) 수렴형 엑스레이 이미지 장치 및 방법
CN108701953B (zh) 自由电子激光器
JPH09223850A (ja) スーパーハードレーザーの発生方法及びその装置
WO2018198227A1 (ja) Ｅｕｖ光生成装置
US5541944A (en) Apparatus and method for compensating for electron beam emittance in synchronizing light sources
Thomas et al. Monoenergetic electronic beam production using dual collinear laser pulses
JP2009016123A (ja) 電子ビームとレーザ光の衝突タイミング調整装置および方法
NL2019961A (en) Radiation Source
JP2009016119A (ja) Ｘ線発生装置の波長変更装置および方法
US10468225B2 (en) Electron source for a free electron laser
JP3982300B2 (ja) Ｘ線発生装置
Bosch Extraction of edge radiation within a straight section of Aladdin
JP2004227952A (ja) Ｘ線発生装置及び発生方法
JP2009187725A (ja) 硬ｘ線ビーム走査装置および方法
WO2017092943A1 (en) Free electron laser
JP2003232892A (ja) レーザ逆コンプトン発生装置
JP2001338796A (ja) Ｘ線発生装置及び発生方法

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20050818

A977 Report on retrieval

Effective date: 20070813

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20070821

A02 Decision of refusal

Effective date: 20071218

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02