A free-electron maser (FEM) has been built as a pilot experiment for a millimetre-wave source for applications on future fusion research devices such as ITER, the International Tokamak Experimental Reactor. A unique feature of the Dutch fusion FEM is the possibility to tune the frequency over the entire range from 130 to 260 GHz at an output power exceeding 1 MW. In the first phase of the project, the so-called inverse set-up is used. The electron gun is mounted inside the high-voltage terminal. The entire beam line was tested successfully with extremely low loss current, lower than 0.05%. The first generation of millimetre waves was achieved in October 1997. The highest peak power measured so far is 700 kW at 200 GHz. This was achieved with a beam current of 8 A and an acceleration voltage of 1.77 MV. The output power, start-up time and frequency correspond well with the simulation results. The parameter scans for the longitudinal undulator gap, acceleration voltage and reflection coefficient have given a wide range of interesting data of which a few highlights are given.
自由電子メーザー(FEM)は、将来の核融合研究装置(ITER、国際熱核融合実験炉など)への応用を目的としたミリ波源のパイロット実験として建設された。オランダのFEMの特徴は、周波数を130〜260 GHzの全範囲にわたって調整可能であり、出力は1 MWを超えることである。プロジェクトの第一段階では、いわゆる逆セットアップが用いられる。電子銃は高電圧ターミナル内部に設置される。ビームライン全体は、極めて低い損失電流(0.05未満)で試験に成功した。ミリ波の初めての発生は1997年10月に達成された。これまでに測定された最高ピーク出力は、200 GHzにおいて700 kWである。これは、ビーム電流8 A、加速電圧1.77 MVで達成された。出力、立ち上がり時間、周波数はシミュレーション結果とよく一致している。縦方向アンジュレータギャップ、加速電圧、反射係数に関するパラメータスキャンにより、多岐にわたる興味深いデータが得られており、その一部のハイライトを以下に示す。