Generation of soft X-ray submicron beam using Fresnel phase zone plate

位相型フレネルゾーンプレートを使ったサブミクロンX線ビームの生成

錦野 将元; 川染 勇人*; 永島 圭介

Nishikino, Masaharu; Kawazome, Hayato*; Nagashima, Keisuke

軟X線レーザー(波長13.9nm)を位相型フレネルゾーンプレート(FZP)により集光し軟X線サブミクロンビームの生成を行った。用いたFZPは、厚さ50nmのSiN基盤上に厚さ250nmのPMMAを材質として形成されている。FZPの直径は500m、最外殻幅は280nm、波長13.9nmに対する焦点距離は10mmであり、集光効率は約20%である。ナイフエッジスキャン法を用いて生成したビーム径の計測を行った結果、集光径は500nm(半値)程度で回折限界の約2倍程度まで集光していることを確認した。このときの集光強度は約1E11W/cmと見積もられ、実験配置・軟X線レーザーの高出力化により約1E12W/cm程度まで集光強度を上げることができると考えられる。

The highly brilliant X-ray source is one of promising tool for new scientific research. Since the first demonstration of a collisional pumped soft X-ray laser (XRL), which has been developed as a highly coherent X-ray source, the application research using the XRL beam has been progressed. A focused X-ray beam with a high intensity and a micron-order scale is expected to open various fields. We have demonstrated a submicron soft X-ray beam using a Fresnel phase zone plate (FPZP) with a highly efficiency of first-order diffraction X-rays. The highly coherent XRL at wavelength l of 13.9 nm is focused to a 0.5-m spot size at full width of half maximum (FWHM) with a peak intensity of about 10W/cm.