空洞型ビーム軌道傾きモニターの設計東北大学Ｍ１岡本大典目次・イントロダクション・原理・設計・期待できる性能・まとめイントロダクション ILCでは電子と陽電子の非常に細いビームをずれないように衝突させる必要がある３００μm ６５０nm 6nm ビーム軌道の正確な測定は重要な技術となるビームライン傾きをもったビーム θを正確に測りたい特徴・・１空洞にてビーム軌道の傾きを精度よく測る θ 原理モノポールモードの信号を取り出す傾きモニターポジションモニターモノポールダイポール電場磁場ビーム励振される励振されるモノポールモードのエネルギー ∝ θ２信号の取り出し方空洞にスリットを通して導波管を接続し、導波管から同軸ケーブルへと信号を取り出す。同軸アンテナ導波管スリット TEモード取り出された信号の振幅 ∝ θ 電場磁場空洞の形状について形状は励起エネルギーと、周波数に影響する 1.20E-09-1.50E09 エネルギー[J] 長さと幅がほぼ１対１の正方形型 (ビームパイプの影響で1対1.1程度) 9.00E-10-1.20E09 6.00E-10-9.00E10 3.00E-10-6.00E10 0.00E+00-3.00E10 190 150 100[mm]～付近傾き１度 200 170 110 20 30 80 70 50 幅[mm] 140 110 長さ[mm] 周波数への要求・他のモードの周波数と十分に離れていること・バンチ毎に位相がずれていかないこと 357[MHz]×ｎ ATFのバンチ間隔2.8nsec ( n= 0,1,2,3, ・・・空洞サイズとモード周波数の決定長さ:103[mm] 幅:95[mm] 用いるモノポールモードの周波数は2.142GHz 高さ:30[mm] 2.142GHz(n=6) 3.445GHz 4.302GHz 導波管の設計 2.14GHzあたりでアンテナとマッチングするように設計 antenna TE signal アンテナの長さと位置で調整 Reflection amplitude 全体の形状 ①１方向測定型導波管空洞スリット導波管アンテナビームパイプ対称性のために２つの導波管を通して信号を取り出す期待できる性能空洞から取り出せる電力の評価 P(out)[W] 熱ノイズ 8.00E-14 温度と帯域幅から大きさが決まる Output power[W]∝θ２ 6.00E-14 4.00E-14 PTN = KBTΔf 室温300Kで帯域幅3MHzの時 PTN =1.24×10-14 [W] 2.00E-14 0.00E+00 0.00 0.02 0.04 傾き角[urad] 限界性能は30nrad程度 0.06 0.08 2方向同時測定型の設計 ②２方向同時測定型水平方向のモノポールモードも同時に取り出す３次元的に軌道の傾きを測定することが可能限界性能鉛直：８０[nrad] 水平：３００[nrad] まとめ空洞型ビームモニターの応用として、ビーム軌道傾きモニターを設計した。一方向型では数十[nrad]、２方向型でも数十～数百[nrad]の性能を期待できる。 PLAN このモニターの特徴として、１地点における角度の高精度測定が挙げられる。特徴を生かした具体的な使用の研究を継続したい