Development of multi-colored neutron talbot-lau interferometer with absorption grating fabricated by imprinting method of metallic glass

金属ガラスインプリント法によって製作された吸収格子を利用した多色中性子タルボ・ロー干渉計の開発

關 義親; 篠原 武尚   ; Parker, J. D.*; 矢代 航*; 百生 敦*; 加藤 宏祐*; 加藤 秀実*; Sadeghilaridjani, M.*; 大竹 淑恵*; 鬼柳 善明*

Seki, Yoshichika; Shinohara, Takenao; Parker, J. D.*; Yashiro, Wataru*; Momose, Atsushi*; Kato, Kosuke*; Kato, Hidemi*; Sadeghilaridjani, M.*; Otake, Yoshie*; Kiyanagi, Yoshiaki*

パルス中性子源において効率的な位相イメージングを行うために、複数波長で機能する多色Talbot-Lau干渉計を設計・開発した。J-PARC物質・生命科学実験施設のエネルギー分解型中性子イメージング装置「螺鈿」において、中心波長0.25, 0.50, 0.75nmそれぞれに由来する異なるビジビリティーのモアレ縞を同一セットアップで確認することで、その動作原理の実証を行った。さらに、入射波長の波長分解能を18%から50%まで変化させながら、モアレ縞のビジビリティーの減衰を測定し、高波長分解能が実現できるパルスビームの利点を示した。さらに、中心波長0.5nmを用いて、アルミニウム、鉛、銅のロッドをテストサンプルとしたイメージングも行い、吸収像に加えて、境界がエンハンスされた微分位相像、ビジビリティー像も取得することに成功した。この干渉計では、アナライザー用吸収格子の製作方法として、初めて金属ガラスのインプリント法を採用した。中心波長でのモアレ縞のコントラストは68%と良好であり、従来のガドリニウムの斜め蒸着法を用いた格子と比較すると、形状の精密なコントロールが可能である。

For the effective phase imaging at pulsed neutron sources, we have designed and developed the multi-colored Talbot-Lau interferometer which works at several wavelengths. At the Energy Resolved Neutron Imaging System RADEN in J-PARC, we demonstrated its operation by observing the visibilities of moire fringes derived from different wavelengths (0.25, 0.50, and 0.75 nm). We also investigated the variation of moire fringes dependent on the wavelength resolution from 18% to 50% and showed the advantage of pulsed beams. At the central wavelength of 0.5 nm, we have succeeded in interferometric imaging for the samples of metal rods made of aluminum, lead, and copper. An absorption grating as an analyzer was fabricated by imprinting of metallic glass for the first time, and showed a clear moire fringe with the high visibility of 68% and a well-controlled shape in comparison with previous ones fabricated by oblique evaporation of gadolinium.