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Design of soft X-ray wide-band multilayer gratings for constant deviation monochromators

定偏角分光器のための軟X線広帯域多層膜回折格子の設計

小池 雅人; 今園 孝志

Koike, Masato; Imazono, Takashi

軟X線領域の単色計として金属単層膜を蒸着した回折格子を搭載した分光器がよく用いられているが実用的な入射角における高エネルギー光に対する回折効率の低下から現在のところ実用的な高エネルギー限界は約2keVであるといわれている。それより高エネルギー領域においてはSiなどの分光結晶を分散素子として用いる結晶分光器が一般的である。このため、例えば1keVから3keVにまたがる測定においては、形式が異なる分光器の切り替えが必要であること、Siより格子定数の大きい結晶は物性的に脆弱なことが多いため使用しづらく、回折格子分光器のより高エネルギー領域への拡張が期待されている。本報告では反射鏡や定入射角の平面結像型分光器用回折格子の使用エネルギー領域の高エネルギー化と広帯域化を目的に考案された製作が容易な新しい多層膜形成方法の定偏角分光器用回折格子に対する有効性について述べる。特にここでは1.5keV-2.5keVをエネルギー領域とする定偏角Monk-Gillieson型分光器用多層膜回折格子に応用した場合について考察する。

Soft X-ray multilayer has a potential to improve diffraction efficiency of diffraction gratings in the multi-kilo electron volts region. However, to use a conventional multilayer grating at the maximum diffraction efficiency, the incidence and diffraction angles should be varied with photon energy. Recently we developed a wide-band laminar-type multilayer grating for the flat-field spectrograph used in the energy range of 2-4 keV. The structure of the multilayer consists of two regions of massive and few periods having short and long period lengths, respectively, to widen the bandwidth. This method worked successfully that a diffraction efficiency of 1-2 % was obtained experimentally. Another interest on this method is the application to the monochromators. In this paper, we design the diffraction efficiency of the multilayer laminar-type grating covering 1.5-2.5 keV and estimate the throughput of a Monk-Gillieson type monochromator employing this grating.

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