軟X線平面結像ラミナー型回折格子の開発

Development of soft X-ray flat field laminar-type holographic gratings

小池 雅人; 佐野 一雄*; 笹井 浩行*

Koike, Masato; Sano, Kazuo*; Sasai, Hiroyuki*

現在CCDに代表される固体撮像素子の急速な進歩に伴い、フェムト、アト秒に至る高速多波長同時測光の必要性から写真乾板に代って固体撮像素子を用いた「平面結像型分光器」が脚光を浴びている。その代表的なものとして原田らが最初に開発した機械刻線不等間隔溝球面回折格子を用いた平面結像型斜入射分光器があり、筆者らによって平面結像型のホログラフィック回折格子も開発され、多くの研究現場で活躍している。しかしながら、焦点曲線の変曲点付近を近似的に結像平面として用いるため、分解能に自ずと限界があり、数千の分解能を得ることは一般に困難である。また、回折効率の低下が障害となって、数keV領域への拡張も未だに達成されていない。ここでは、軟X線平面結像型ホログラフィック球面回折格子分光器の最近の進歩と平面回折格子を用いた平面結像型分光器の高分解能化,数keV領域への短波長化の試みについて述べる。

The flat field spectrographs are coming into the limelight once again taking the advantages of the rapid progress of the solid state imaging devices, and the needs of the ultra-high speed simultaneous measurements reaching to femto- or atto- seconds. A typical soft X-ray spectrograph employs a mechanically ruled varied-line-spacing spherical grating. We have also developed a holographic grating for this spectrograph,and spectrographs of this type are used in a variety of research areas. However it utilizes a pseudo-flat image plane near the point of inflection of the focal curve called lemniscates. Therefore the obtainable resolving power is limited and it is difficult to reach to several thousands. Also it is still a challenging subject to extend to the multi-keV region due to the degradation of the diffraction efficiency. We describe the recent progress of the soft X-ray flat field holographic grating spectrographs, a design study of a high resolution spectrograph using a varied-line-spacing plane grating, and the possible options to extend them to the multi-keV region.