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論文

A Beam intensity monitor for the evaluation beamline for soft X-ray optical elements

今園 孝志; 森谷 直司*; 原田 善寿*; 佐野 一雄*; 小池 雅人

AIP Conference Proceedings 1465, p.38 - 42, 2012/07

 パーセンタイル:100

Since 2000, the evaluation beamline for soft X-ray optical elements, BL-11, at SR Center of Ritsumeikan University, has been operated to measure the wavelength and angular characteristics of absolute reflectivity (or diffraction efficiency) of soft X-ray (SX) optical devices in a wavelength range of 0.65-25 nm. It is important to calibrate and assign wavelength, intensity, and polarization of the light introduced into a reflecto-diffractometer (RD) at BL-11 along with the evaluation of the characteristics of optical element samples. Not the beam intensity of the zero-th order light (BM0) but that of the monochromatized first order light (BM1) should be measured for the normalization of the incident beam intensity. It is because there should be an obvious linear relationship between the two values of BM1 and the signal intensity (ID) from a detector equipped in the RD. A new beam intensity monitor based on total electron yield (TEY) method has been installed just before the RD. It has been found out that the correlation coefficient between the signals obtained by the beam monitor and that by the detector (a photodiode) of RD has been estimated to be 0.989. It indicates that the new beam intensity monitor provides accurate real time measurement of the incident beam intensity.

論文

New type of Monk-Gillieson monochromator capable of covering a 0.7- to 25-nm range

小池 雅人; 佐野 一雄*; 原田 善寿*; 依田 修; 石野 雅彦; Tamura, Keisuke*; Yamashita, Kojun*; 森谷 直司*; 笹井 浩行*; 神野 正文*; et al.

X-Ray Mirrors, Crystals, and Multilayers II (Proceedings of SPIE Vol.4782), p.300 - 307, 2002/07

0.7-25nmの広い波長範囲においける軟X線光学素子評価を行うために必要な分光器として、2タイプのMonk-Gillieson型分光器を結合した複合型分光器を開発した。第一の分光器(波長走査範囲; 2.0-25nm)は格子定数が異なる3種類の不等間隔溝を搭載した従来のタイプであり、2つの偏角での使用が可能である。第二の分光器(同; 0.7-2.0nm)は、Surface Normal Rotation(SNR)に基づく走査メカニズムを使用する新しいタイプである。SNRの特長は、回折格子中心の法線の周りの回転運動のみという簡単な走査メカニズムで高回折効率を実現できるところにある。開発した軟X線光学素子評価システムは、立命館大学SRセンターにある超伝導コンパクトストレージリングに設置され、軟X線多層膜,同回折格子等の評価に利用中である。本発表においては複合型Monk-Gillieson型 分光器の光学,機械設計について述べる。さらに、SNRタイプの場合の波長較正法,0.8 nm付近でのアルミニウム薄膜の透過率測定,0.7-2nmでのMgO粉末からの光電子測定などの予備的実験結果について述べる。

論文

New evaluation beamline for soft X-ray optical elements

小池 雅人; 佐野 一雄*; 依田 修; 原田 善寿*; 石野 雅彦; 森谷 直司*; 笹井 浩行*; 竹中 久貴*; Gullikson, E. M.*; Mrowka, S.*; et al.

Review of Scientific Instruments, 73(3), p.1541 - 1544, 2002/03

 被引用回数:20 パーセンタイル:27.29(Instruments & Instrumentation)

軟X線光学素子の波長依存性,角度依存性絶対効率を測定するために開発した装置について述べる。この装置は立命館大学にある超電導コンパクトリングAURORAのBL-11に設置された。0.5nm$$<lambda<$$25nmの広い波長領域をカバーするために2種類のMonk-Gillieson型分光器を装備している。一台は二偏角を持つ不等間隔溝回折格子を用いる従来型で、他方は表面垂直回転(SNR)の波長走査を用いる新型である。このシステムの紹介と、軟X線多層膜,同回折格子,フィルターについての測定結果について述べる。測定値はローレンス・バークレー研究所ALSにおける測定値とよい一致を見せ、システムの信頼性が確認できた。またSNRを用いた分光器ではALS'の同等の従来型分光器では測定不可能な1.5keV(~0.8nm)にあるアルミニウムのK端が測定でき、シミュレーションによる透過率とよく一致した。

論文

Varied-line-spacing laminar-type holographic grating for the standard soft X-ray flat-field spectrograph

小池 雅人; 波岡 武*; Gullikson, E. M.*; 原田 善寿*; 石川 禎之*; 今園 考志*; Mrowka, S.*; 宮田 登; 柳原 美広*; Underwood, J. H.*; et al.

Soft X-Ray and EUV Imaging Systems (Proceedings of SPIE Vol.4146), p.163 - 170, 2000/00

軟X線領域においてラミナー型ホログラフィック回折格子が、迷光や高次光が少なく、特にkeVに至る短波長域での回折効率に優れるなどの点から注目されている。しかし、レーザープラズマ分光等で広く用いられている平面結像斜入射分光器用の球面回折格子では、光子溝間隔を著しい不等間隔にする必要があり、機械刻線による回折格子と同一の結像面を有するホログラフィック回折格子の設計製作は不可能とされていた。われわれは、露光々学系に球面鏡を挿入した非球面波露光法を適用し、従来の球面波露光法では製作できなかった+/-25mmの左右両端で+/-約200本/mm溝本数が変化したラミナー型ホログラフィック回折格子を製作した。本論文では不等間隔溝パラメータ設計法、ラミナー型溝形状の加工法、C-K$$alpha$$線などを用いた分解能テスト、放射光源を用いた絶対回折効率の測定結果について、機械刻線回折格子と比較しながら述べる。

論文

Comparison of mechanically ruled versus holographically varied line-spacing gratings for a soft-X-ray flat-field spectrograph

山嵜 孝; Gullikson, E. M.*; 宮田 登*; 小池 雅人; 原田 善寿*; Mrowka, S.*; Kleineberg, U.*; Underwood, J. H.*; 柳原 美広*; 佐野 一雄*

Applied Optics, 38(19), p.4001 - 4003, 1999/07

 被引用回数:18 パーセンタイル:32.47(Optics)

本論文ではレーザープラズマ分光等に用いられる平面結像型斜入射球面回折格子分光器用のラミナ型ホログラフィック回折格子を非球面波露光法により設計、製作、評価した例について述べている。製作した中心溝本数1200本/mmの回折格子は$$pm$$25mmの両端で$$pm$$約200本/mm溝本数が変化している。これと従来の機械刻線型とを比較すべく、スペクトル分布測定を東北大科研の平面結像型分光器を用いて4.4nm輝線で行ったところ、1次光の半値幅は約0.4nmと機械刻線型の約3倍であった。ただし、回折格子の溝間隔等の微妙な違いが影響している可能性がある。また、絶対回折効率測定をLBNL/ALSの反射率計を用いて4.5nm-22nmの範囲で行い、1次光強度に対する2次光の相対強度が機械刻線型の120%-10%に対しラミナ型が13%-20%と、2次光の相対強度が総じて低くするという結果を得た。

論文

Design of holographic gratings recorded with aspheric wave-front recording optics for soft X-ray flat-field spectrographs

小池 雅人; 山嵜 孝*; 原田 善寿*

Journal of Electron Spectroscopy and Related Phenomena, 101-103, p.913 - 918, 1999/00

軟X線レーザ、及び同プラズマ光源の研究において広く用いられている平面結像型斜入射球面回折格子分光器に用いるホログラフィック回折格子を非球面波露光法を仮定して設計した例について述べる。非球面波露光法では、干渉波面として、平面波、球面波を高精度な鏡面が製作できる球面鏡などに反射させて得られる非球面波を用いる。この場合、設計上の自由度は飛躍的に増加し、溝本数の変化必要量が約16%と、従来機械切りの不等間隔溝回折格子のみが実現できるとされていた領域の回折格子もホログラフィック法で実現できることを明らかにした。この結果、ホログラフィック法のみで製作可能なラミナ型の溝形状をもつ回折格子を作ることにより、分解能、迷光、高次光除去の要求を同時に満たすことが実現可能となった。このほか、Kirkpatrick-Baezタイプの非点収差補正用の鏡の挿入によるスループットの改善の可能性についても述べる。

口頭

高耐久性レーザー素子用光学薄膜コーティング

立野 亮; 杉山 僚; 原田 善寿*; 井原 正博*; 柏木 邦宏*

no journal, , 

次世代の極短パルス超高ピーク出力レーザーシステムを実現するには、高強度のレーザー光に対して高い耐力を有するレーザー多層膜ミラーが不可欠である。なぜなら、超短パルス超高ピーク出力レーザーの発振繰り返し周波数が、これまでの数10Hzに対して2桁以上高いkHz級であるために、高光強度による多層膜の劣化と、レーザーミラー多層膜での微小な光吸収による発熱の影響が大きくなるためである。そのため、現状のレーザー多層膜を用いた場合、耐久性が足らず、極端パルスの光強度が長期にわたって安定しないことが問題になっている。本発表では、これら超短パルスレーザーに対するレーザーミラーの損傷メカニズムについて調査し、これらレーザー光源に対して高耐久性を持つレーザー多層膜の開発について発表する。

口頭

軟X線光学素子評価システムにおける偏光測定

今園 孝志; 笹井 浩行*; 原田 善寿*; 岩井 信之*; 森谷 直司*; 佐野 一雄*; 鈴木 庸氏; 加道 雅孝; 河内 哲哉; 小池 雅人

no journal, , 

軟X線光学素子評価システム(立命館大学SRセンター軟X線ビームラインBL-11に設置)は軟X線(0.7$$sim$$25nm)を用いて多層膜鏡や回折格子等の光学特性を評価することができる。近年、光自身や物質と相互作用する前後の光の偏光状態に注目が集まっており、移相子や偏光子等の偏光素子の開発が望まれている。しかし、現状の評価システムでは偏光素子の評価を行うことはできず、ニーズに対応しきれていない。あらかじめ偏光状態を把握しておくことは光学素子を開発するうえで極めて有用であることから、偏光解析装置を新たに開発することで評価システムを高度化することとした。X線レーザー発振波長で高い特性を持つよう設計し、作製したMo/Si多層膜を偏光子として用いて行った波長12.4$$sim$$14.8nmにおけるBL-11の直線偏光度測定を行った結果、直線偏光度は85$$sim$$88%であり、測定波長域ではほぼ一定であることがビームラインの建設以来初めて明らかとなった。本測定により、同評価システムにおいて偏光素子を含む多様な光学素子の研究開発が可能となったことが実証された。

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