Proceedings of the 20th Linear Accelerator Meeting in Japan (September 6—8,1995, Osaka, Japan)© - 65
Study of Beam-Pumped Laser by TIT Heavy-Ion RFQ Linac
H. Tomizawa, T. Hattori, Y. Oguri, M Ckarama, M Okada, K.Sasa,T. Kalayose
ReseaixiiLaboratoiy fcrNuclear Reactors, Tokyo Institute ofTechnology
Megu^kuTokyo^apanabstract
3 1 - M e V 4H e + b e a m fiom V.dG. w a s used to p u m p a He-Ar gas Laser with a diffeiBntial
pumping system In oure^riments, Laser action of the 1.27//m line ooidd not have been observed above
the threshold of 3 3 - W b e a m power input O n e of the reasons is that the diflferential pumping system does
not Imve the orifices aligned For the e:q)eriments of B ea m- P u m p e d L a s e r by using 0 . 8 8 - M ^ 4H e + b e a mfrom TFT Kfeavy-Ion R F Q L m a c , I designed a diflferential piinq)ingsystBm with the orifioes which are able tobe aligned easily.

°

高強 M イ オ ン ！
?FQ 線形加縮器によるビーム励起レ -1 . はじめに( 2 ) イオンビームの物質中での単位長さあたりのエイオンビーム励起とは、ある® の反転分布を开Mするのに、その願にイオンビームを照射して行う方ネルギ- 酬 - 必 / 办)が、電子ビー以好やプロ卜
ンビームに比べT大きぃ。

法である。このイオンビーム励起によるレーザは、ドイツのA U lridi等のグ;卜づが核®®いづ( 3 ) イオンビームは、匹薩極*石等の電子光孝系を用いることにより直径2,3mm以下に収束させる

されて、ょ り 短 帳 儒 〜 真 ^ ^ )目的とした菊?レ一ザとして■ した。そして、yim tl9
8 0 年 代 に 編 賺 1 9 9 0 年代に入り可視臟

ことがでぎる。
2 . 本®^の目的

レ- ザ
誠^ してレ、る。
ィ ォ ン ビ ー 起 ぬ ; り短■ のトザの® ^望されいろいろなレ- ザ料藤されT いる。それらの内I つであり、世界的にもまだあまり研究されて法として適してぃる。なぜなら、卜 ザ _ 趣 ないなしイオンビーム® ^ 卜 -ザの^腕をおこな

厉胞パワーはおよそ波良の4 乗に反t 匕例するからである。ゆえに、より短® Dレ一ザ麵をおこなうにうことにしたC
本研究の目的は、V.dG.(VandeGmaff)力» からの最大50/44,3.1MeK4He+ビームを用いて、HeA r混合ガスの1.27"m (ArDのh ザ翔鼓:^(膜は、より多くのパワーを小さな領嘯こ集^ 的に#る必要:^ある。イオンビームを用レオ!ばこのような小さ广遞( 7 ^ _ 歷坷能でぁる。
これ« イオンビームに次のような性質があるためでぁる。
( 1 ) イオンビームは觸中での_りが小さい。

現在様々な麵こぉし、てょり短頗の卜傭切，験おこなった彳菱、RFQ ■ 劾_からの0.88-MeV

4He+ビームを使fflして、1.79— のレ一ザ猶gをおこなうことである。

_よく、餅3. M m w r nVdG.(Vande Gmaff)カ 纖 を 用 し 矿 こ 予 ま以下{茨す通りでぁる。

⑴
十、雛(2) He»Arターゲットからの自然放0洸を分光測定し、反転^ _ f 狨を藉时ること。
( 3 ) ザ ^^ス ト(4) ( 3 ) において翔g しなかった場合、その原因の■と■のE次善を試みること。

輪 :耻 の F W 3 ょびそ鴻課、する。
ところでレーザ麵まある餅（しきレ■をみたして初めて現れる^T ある。ゆえに、レ一ザを開発している鄉飲は、そ る ま で そ の ザ 翮発の現状がわかりにくい。そこで、レザ猶歐河能はしっかりと固定できず、ビーム軸の軸出し常に難しい。そ®上、額 關 な い の 句 _ 自体に麵生を持たすことが^ きない。の改善
4 の⑵の点を改善するために、今まで使用してきた^織を纖めブロ、：y クから^tcM 乍したo また、Tt新たの中におけるビームa°

ワ一の損失を低減することも考慮し、5 分の1 の長さ(ビーム輙施])の1 0 c m に備したo 才リフイスの径^ ^ 1 りひ麵可能なものにし、直径が1.6mm, 2.0mm, 2.5mm, 3 . 0 m m の意したo
この選娘匿系〖
款ページの図す通りである。
また、>^«のミラーの反射率をより高いものに性を胃iFTる方法として、プラズV分光による反車云分することゃ、ガ ス セ 納 の 酉 緣 一 炭 祿

布开狨の^ 藤鹿を取り入れ.こその研究を中心におこなったo
4. 麵 課 と 纖及 び //2(9などのレ一ザ某質を©^るためのエネトザ上準傲)ゝらと下■ゝらとの放出光のスぺ
クトノを測定することによりHe^ArのArI

鋳 想[1]R J. DeYoung W. E, WellsandG. H Mley, andT.

1.21_，
1 .2 7 " m ^ T 日把反車汾布力棚されてぃ

Verdeyen, 'Direct nudear pumping ofa Ne-N2 laser'\Appl. Phys.

ることを■ したo これ« 、イオンビーム^ 2 5 ^(較正徹3 M ) のときでA r濃妾^ 勺1 0 %以下のとき^ したo また、イ才ンビーム電流の増加とともにLett28.(197Q519.

pumped He-Ar laser”，
却 pi. Phys. Lett 42 (1983) 782.

レ- ザJ谓胁らと下職との原子密度の比でぁる[3] D. E. MumickandA Ulnch, <HEi¥YIONBEAM/gi)\ も働tTTるとぃぅ結果を得ル^ ^ 及収してしまう^?'スをるシステムの開勸泌要であることなどが明らか(ブよったo[2] A Ukich, H. Bohn, P. Kienle and G. J. Periow, ‘Heavy ion

PUMPEDLASERS，，Nud. Instr. andMetli B9(1985) 757.

たo しかし、この予の第一目的であるHe^Ar，[4]A Ulrich, J. W. Hammer and W. Biermayer, '"Laser

1.27パm レ^
できな0ゝった
この原因として以下のちの力- け'られる。
( 1 ) 形 « 0 軸出しがT?きていない、あるいは光跌を上回る禾丨勝が得られていないことにpumped by ion beams”，
却 pi. Phys. 63 (1988) 2206.

ぁると翻される。
(2 ) カ纖ラインとガスセルとの圧力差を保つため

Beams 8 (1990) 659.に、この2 つの間の延^[5]A Ulrich, B.Busch, H Eyi&s, W. Krotz, R Miller, R
Pfeffenberger，G. Eibitzuki, J. Wieser and D. E. Mumick,<rLaseas pumped by heavy - ion beams,,)Laser andPartide[6]A Uhich, J. Wieser, A Brunnhuber and W. Krotz, '"Heavy

を4 段階{こ分割し、名剧5皆 ionbeam pumped visibleLaser”，EB^i Energy Density in

效丨】々_ _ している。こ の 匿 系 は 各 境 糊 ) オ

MatterPtoduoed by Heavy Ion Beams, Annual Report 1992,

リフイスを微變調節T'きるように、2 組の[HMのワッシャーを間に挟んでM 12のナッ卜でフランジ

GSI-93-17, ISSN 01714546 (1993)17.に固定するようになっている。そのため、オリフィス[7| 竹 ^，，，
イォンビーA i 起 レ イ の 嘛 瓶 棘 エ ■ ：(1994)A ) 差 動 排 気 系 （裏面 )(RFQ線形加速器)

B ) 差動排気系（側面 )M(He-Ar温合気)(RFQ線形加速器)

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