Design of a conical diffraction type plane holographic grating monochromator for use in the energy region of 1-4 keV

1-4keVのエネルギー領域で使用される円錐回折平面ホログラフィック回折格子分光器の設計

小池 雅人; 波岡 武*

Koike, Masato; Namioka, Takeshi*

先端科学,ハイテク技術研究において、高輝度軟X線光源の利用がますます盛んとなってきている。そのような研究の多くでは、単一の分光機器の使用により1-10keVのエネルギー領域で高分解能の分光測定をすることがしばしば要求される。しかしながら、回折格子,結晶の両分光器とも、効率,分解能,走査波長領域の制約から要求に答えるに至っていない。これらの問題を克服する第一歩として、私たちは、1-4keV地域で使用される円錐回折を用いた回折格子分光計を開発した。この分光計では、結像と分散機能を分離するためにトロイダル鏡と平面ホログラフィック回折格子を使用する。円錐回析に起因する収差を補正するために、回折格子はオフプレイン露光システムで記録される。この分光計は単色計,分光写真器の双方で使用できる。単色計モードにおいて、波長走査は単純な回折格子の回転によってなされる。分光写真器モードにおいて、焦点面は平面になる。この論文では、設計の詳細について記述し、軟X線シンクロトロン放射光及び実験室光源への適用を想定した場合での分光計の性能のシミュレーション予測について述べる。

The high brightness soft X-ray sources have been playing an important role in frontier sciences and high technologies. Then it is often required to perform high-resolution spectroscopic measurements in the energy region of 1-10 keV by using a single instrument. Unfortunately, both the grating and the crystal spectrometer cannot meet the requirement satisfactorily, because of various problems they have in the efficiency, spectral resolution, and wavelength scanning range. To overcome these problems we have developed a conical diffraction type grating spectrometer for use in the 1-4 keV region. The spectrometer employs a toroidal mirror and a plane holographic grating to separate the imaging and dispersing functions. This spectrometer works both as monochromator and as spectrograph. In this paper, we describe details of the design and give the expected performance of the spectrometer for cases of practical interest in the use of soft X-ray synchrotron radiation and laboratory sources.