世界で初めて波長域を遠赤外領域まで広げた遠赤外自由電子レーザー装置を納入
2002年05月09日
川崎重工は、世界初の遠赤外自由電子レーザー(FIR-FEL)装置を東京理科大学と共同で開発し、このたびFIR-FEL装置の製作を完了、東京理科大学「赤外自由電子レーザー研究センター」に納入しました。 今回納入した装置は、高周波直線加速器を用いて光速に近い速度まで加速した電子(電子ビーム)を発生させ、多数のN極とS極を周期的に配置した磁場(アンジュレータ)の中を通過させることで光を放出します。放出した光は、1対の合わせ鏡で構成される光共振器内に閉じ込められ、後続して放出される光のエネルギーを付け加えることで増幅し、レーザー光を発生します。このとき、電子のエネルギーや磁場の強さを変化させることで、発生するレーザー光の波長を遠赤外領域である300~1,000μmの間の波長域で自由に変えることができるものです。 FIR-FELは、通信分野での短波長帯域の有効利用や超高速通信などへの利用、またこの周波数帯域の電磁波の特長をいかしたイメージングやトモグラフィーを用いた生物、医学分野への応用、そして環境計測などの各種検査などでの利用が期待されています。また、FIR-FELを発生する光源はこれまでに開発されていないため、多くの研究者の間ではFIR-FEL装置の早期の実用化が望まれています。 今回納入した装置の開発研究は、文部科学省(旧文部省)の「学術の新しい展開のためのプログラム」による研究プロジェクト「赤外自由電子レーザーの高性能化とそれを用いた光化学」(研究期間:平成11年~15年度、研究リーダー:東京理科大学、黒田晴雄教授)の一環として推進されているものです。同研究は、自由電子レーザー(FEL)の波長域を遠赤外領域(300~1,000μm)にまで広げ、FELの利用研究領域の拡大を図るもので、装置納入後は東京理科大学「赤外自由電子レーザー研究センター」にて本年8月から本格的な調整運転に入り、本年度末までにFIR-FELの発振を確認する予定です。その後は得られたレーザー光の詳細な評価を行い、利用研究へと供されることになります。 当社は1995年度より、FELの産業利用に向け独自の線型加速器を用いたFEL装置の製品開発に取組んでいます。そして1998年3月に波長域4~16μmの中赤外域のFEL装置を東京理科大学「赤外自由電子レーザー研究センター」に設置し、同大学と共同で発振研究に取組み、1999年9月には飽和レーザーの発振に成功し、現在活発な利用研究がおこなわれています。
当社は、今回のFIR-FEL装置の納入実績をもとに、さらなるFELの産業応用を目指し装置の改良をおこない、幅広いユーザーに赤外FEL装置を提供すると共に、赤外FELをベースとした新産業創出に貢献していきます。
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