AbstractThe Fusion-FEM experiment, a high-power, electrostatic free-electron maser being built at the FOM-Institute for Plasma Physics ‘Rijnhuizen’, is operated at various frequencies. So far, experiments were done without a depressed collector, and the pulse length was limited to 12 μs. Nevertheless, many aspects of generation of mm-wave power have been explored, such as the dependency on the electron beam energy and beam current, and cavity settings such as the feedback coefficient. An output power of 730 kW at 206 GHz is generated with a 7.2 A, 1.77 MeV electron beam, and 360 kW at 167 GHz is generated with a 7.4 A, 1.61 MeV electron beam. It is shown experimentally and by simulations that, depending on the electron beam energy, the FEM can operate in single-frequency regime. The next step of the FEM experiment is to reach a pulse length of 100 ms. The major part of the beam line, the high voltage systems, and the collector have been completed. The undulator and mm-wave cavity are now at high voltage (2 MV). The new mm-wave transmission line, which transports the mm-wave output power from the high-voltage terminal to ground and outside the pressure tank, has been tested at low power.
抄録Fusion-FEM実験は、FOMプラズマ物理学研究所「レインホイゼン」で建設中の高出力静電自由電子メーザーであり、様々な周波数で運転されている。これまでのところ、減速コレクタを用いない実験が行われ、パルス長は12μsに制限されていた。それにもかかわらず、ミリ波電力発生の多くの側面が探求されてきた。例えば、電子ビームエネルギーとビーム電流への依存性、またフィードバック係数などの空洞設定への依存性である。206GHzにおいて7.2A、1.77MeVの電子ビームにより730kWの出力電力が生成され、167GHzにおいて7.4A、1.61MeVの電子ビームにより360kWの出力電力が生成された。実験的にもシミュレーションによっても、電子ビームエネルギーに応じてFEMが単一周波数モードで動作し得ることが示されている。FEM実験の次の段階は、パルス長100msを達成することである。ビームラインの主要部、高圧システム、およびコレクタは完成している。アンジュレータとミリ波空洞は現在高電圧（2MV）下にある。高圧端子から接地側、そして圧力タンク外部へとミリ波出力を輸送する新しいミリ波伝送線路は、低電力で試験済みである。