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論文

Improvement of the Soft X-ray Polarimeter and Ellipsometer (SXPE) for complete polarization analysis

今園 孝志; 佐野 一雄*; 小池 雅人

AIP Conference Proceedings 1465, p.28 - 32, 2012/07

 被引用回数:1 パーセンタイル:43.3

In our previous study, a dedicated apparatus for complete polarization analysis (Soft X-Ray Polarimeter and Ellipsometer: SXPE) had been developed. It was installed at BL-11, SR Center, Ritsumeikan University. It was successful that the linear polarization degrees of the beamline in the wavelength range of 12.5-14.8 nm were determined quantitatively along with the evaluation of the polarization characteristics of Mo/Si multilayers used as the polarizers. Unfortunately, there were some problems on the SXPE denoted as follows: the difficulty of the alignment; anxiety of the shortage of torque of rotational stages comparing with the imposed massive load; limitation of the size of a polarizing element up to 15 $$times$$ 15 $$times$$ 5t mm$$^3$$. To solve these issues, the SXPE was thoroughly improved, and then a re-evaluation of the linear polarization degree at a wavelength of 13.9 nm was performed by using the improved SXPE equipped with newly fabricated Mo/Si multilayer polarizers. The result was good agreement with the theoretical value, as well as the previous result.

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

Laminar and blazed type holographic gratings for a versatile soft X-ray spectrograph attached to an electron microscope and their evaluation in the 50-200 eV range

今園 孝志; 小池 雅人; 河内 哲哉; 長谷川 登; 小枝 勝*; 長野 哲也*; 笹井 浩行*; 大上 裕紀*; 米澤 善央*; 倉本 智史*; et al.

Applied Optics, 51(13), p.2351 - 2360, 2012/05

 被引用回数:8 パーセンタイル:49.45(Optics)

電子顕微鏡に搭載するための汎用軟X線平面結像型分光器用ラミナ型及びブレーズ型ホログラフィック不等間隔溝球面回折格子を設計・作製・評価した。放射光を用いて実施した入射角86.00$$^circ$$におけるラミナ型マスター及びレプリカ回折格子の絶対回折効率は50$$sim$$200eV領域で5%超を示す一方、ブレーズド型の場合は8%超であった。それぞれの最大回折効率は、22%, 26$$sim$$27%であった。レーザープラズマ光源を用いた分解能実験により、すべての回折格子の分解能がLiの${it K}$発光スペクトルのエネルギー(約55eV)で700以上であることがわかった。また、透過型電顕に搭載した分光器を用いて金属Liの${it K}$スペクトルを高い分解能で計測することに成功した。

論文

Development of soft X-ray flat-field holographic gratings for the measurement of ${it K}$ emission spectrum of Li

今園 孝志; 小池 雅人; 河内 哲哉; 長谷川 登; 小枝 勝*; 長野 哲也*; 笹井 浩行*; 大上 裕紀*; 米澤 善央*; 倉本 智史*; et al.

Memoirs of the SR Center Ritsumeikan University, (14), p.131 - 144, 2012/05

汎用電子顕微鏡に搭載することが可能な50$$sim$$4000eV領域をカバーする波長分散型軟X線平面結像分光器の研究開発を行っている。当該領域を四分割(50$$sim$$200eV、155-350eV、300-2200eV、2000-4000eV)し、一つの共通する分光器に搭載できるようそれぞれ最適化したホログラフィック不等間隔溝球面回折格子の設計,製作,評価を行った。リチウム${it K}$発光スペクトル計測を目的とする50$$sim$$200eV領域の低エネルギー側をカバーする回折格子(溝形状:ラミナ型とブレーズド型)は、全エネルギー領域においてラミナ型で5%超、ブレーズド型で8%超の絶対回折効率であることが放射光による評価の結果明らかになるとともに、Li-${it K}$スペクトル近傍のレーザープラズマ光源を用いた分解能評価の結果、ラミナ型及びブレーズド型ともに700超であることがわかった。この回折格子を透過型電顕に搭載した分光器を用いて金属Liの${it K}$スペクトルを高分解能計測することに成功した。

論文

Diffraction efficiencies of holographic laminar and blazed types gratings for use in a flat-field spectrograph in the 50-200 eV range for transmission electron microscopes

今園 孝志; 小池 雅人; 河内 哲哉; 小枝 勝*; 長野 哲也*; 笹井 浩行*; 大上 裕紀*; 米澤 善央*; 倉本 智史*; 佐野 一雄*

Proceedings of SPIE Europe Optics + Optoelectronics 2011, Vol.8139, p.81390V_1 - 81390V_9, 2011/09

 被引用回数:2 パーセンタイル:17.71

We have been developing a compact wavelength-dispersive soft X-ray spectrometer to be attached to electron microscopes, which places emphasis on the low energy region for the demanding analysis of the Li-${it K}$ emission spectrum in the development of lithium-ion batteries. For this purpose, a flat-field holographic spherical grating was designed employing aspheric wavefront recording system. Laminar and blazed master (LM and BM) gratings and their respective replica (LR and BR) gratings were fabricated by holographic exposure and ion-beam etching methods. Absolute diffraction efficiencies in an energy range of 50-200 eV were measured. The first order diffraction efficiencies of the LM gratings were 5-20% in the measured energy range and 6-9% at 54.3 eV. Those of the BM gratings strongly depended on the blaze angles and they were 5-27% and $$sim$$11%, respectively. Both LR and BR showed the comparable efficiencies with their respective master gratings.

論文

J-PARC linac ACS加速空洞

青 寛幸; 浅野 博之; 田村 潤; 大内 伸夫; 長谷川 和男; 森下 卓俊; 高田 耕治*; 内藤 富士雄*; 山崎 良成

Proceedings of 8th Annual Meeting of Particle Accelerator Society of Japan (インターネット), 3 Pages, 2011/08

Annular-ring Coupled Structure (ACS)型加速空洞は2009年から量産が始められた。本計画では加速モジュール18台、デバンチャーモジュール2台を3年間で製作する。現状、工程は順調に推移し、加速モジュール10台の製作が完了した。またデバンチャーを除く大半の加速モジュールの周波数調整は終了し、加速モジュールで14台分までのロウ付けが完了している。量産で製作したモジュールのうち1台については、1.6MWまでの大電力試験を完了した。この電力は加速電場の設計値4.2MV/mに比べて15%増しのマージンを持つ値に相当する。

論文

Activities of the evaluation beamline for soft X-ray optical elements (BL-11)

今園 孝志; 佐野 一雄*; 小池 雅人

Memoirs of the SR Center Ritsumeikan University, (13), p.145 - 156, 2011/06

The optical characteristics of soft X-ray (SX) optical devices have been evaluated by using an evaluation beamline for SX optical elements (BL-11) at SR Center of Ritsumeikan University. Most recent activities are as follows: development of multilayer gratings in the keV region; fabrication and evaluation of spherical normal-incidence multilayer mirrors for a SX laser, reflection mapping of multilayer mirrors used in EUV lithography instruments; determination of Stokes parameters of light by complete polarization analysis; comparative measurement of the diffraction efficiencies mechanically-ruled and holographic gratings. Here, we report on establishment of a beam intensity monitor in front of the refocusing toroidal mirror of the beamline and improvements of an ellipsometric apparatus for the evaluation of polarizing elements and the polarization state of the incident light.

論文

J-PARC LINAC ACS加速空洞

青 寛幸; 浅野 博之; 大内 伸夫; 坪田 直明; 長谷川 和男; 平野 耕一郎; 森下 卓俊; 高田 耕治*; 内藤 富士雄*; 山崎 良成

Proceedings of 7th Annual Meeting of Particle Accelerator Society of Japan (DVD-ROM), p.552 - 554, 2010/08

平成20年3月よりJ-PARC LINACのエネルギー増強が始まり、本計画ではAnnular Coupled Structure(ACS)空洞20台を製作する。ACS空洞では組立前に機械加工により共振周波数を調整する。この調整のためのデータ取得を目的として、試作セル(寸法決定用セル)を製作した。この結果をもとに量産寸法の決定,周波数調整を行い、完了した5台分については目標値(971.93$$pm$$0.05MHz)の範囲内に調整することができた。現在、ロウ付け、全体組立を進めており、平成22年秋には量産の1号機が完成する予定である。

論文

Linear polarization measurements with a new soft X-ray polarimeter and ellipsometer at a bending magnet beamline of a compact storage ring

今園 孝志; 佐野 一雄*; 鈴木 庸氏; 河内 哲哉; 小池 雅人

AIP Conference Proceedings 1234, p.347 - 350, 2010/06

 被引用回数:3 パーセンタイル:17.09

新規に開発した完全偏光測定のための軟X線偏光解析装置(SXPE)を用いて軟X線ビームラインBL-11(立命館大学SRセンターに設置)の直線偏光度測定を行った。イオンビームスパッタリング法によりSi(111)基板上に成膜したMo/Si多層膜(周期長:10.36nm、周期長に対するMoの膜厚比:0.64、周期数:23,最上層:Si)を反射型偏光子として用いた。BL-11のMonk-Gillieson型不等間隔溝回折格子分光器で入射波長を12.4$$sim$$14.8nmに変化させる時、偏光子の入射角を37.5$$^circ$$から52.3$$^circ$$に変化させた。偏光子の偏光能は入射角に強く依存し、波長14nm近傍で99%以上であることがわかった。これらの偏光子を用いることで、BL-11の直線偏光度は85$$sim$$88%であり、測定波長域においてほとんど一定であることを明らかにした。

論文

Quantitative analysis of cisplatin sensitivity of human esophageal squamous cancer cell lines using in-air micro-PIXE

田中 成岳*; 木村 仁*; Faried, A.*; 酒井 真*; 佐野 孝昭*; 猪瀬 崇徳*; 宗田 真*; 岡田 幸士*; 中島 政信*; 宮崎 達也*; et al.

Cancer Science, 101(6), p.1487 - 1492, 2010/06

 被引用回数:11 パーセンタイル:62.77(Oncology)

大気マイクロPIXEを用いて、食道ガン細胞株において、主要な化学療法薬であるシスプラチンの細胞内局在性を調べ、同細胞株のシスプラチンに対する感度を決定した。2種類のヒト食道扁平上皮癌(ESCC)細胞株(TE-2とTE-13)のシスプラチンに対する感受性は、MTT分析,フローサイトメトリ、及びDNA断片化分析を用いて確認した。これらの細胞試料に対して大気マイクロPIXE分析を行うとともに、リアルタイム逆転写ポリメラーゼ連鎖反応を用いて両細胞株における、「マルチ-ドラッグ」抵抗性タンパク質2(MRP2)のmRNA発現を評価した。この結果、TE-2セルはTE-13セルよりシスプラチンに敏感であることが明らかとなった。この研究結果は、大気マイクロPIXEが個別細胞のシスプラチン感受性を定量評価する方法として有効であることを示唆した。また、最終的には細胞膜の中のMRP2がESCC細胞のシスプラチン感受性を制御する重要な役割を担っているのではないかという推測に至った。

論文

A New soft X-ray polarimeter and ellipsometer at BL-11

今園 孝志; 佐野 一雄*; 鈴木 庸氏; 河内 哲哉; 小池 雅人

Memoirs of the SR Center Ritsumeikan University, (12), p.87 - 100, 2010/05

軟X線領域において偏光実験を実施するための新装置を設計$$cdot$$製作し、立命館大学SRセンターBL-11に設置した。本装置は、6つの独立の駆動軸を駆使することにより、回転検光子法に基づく完全偏光測定のための光学配置を実現できる。本装置の性能試験としてBL-11からの軟X線光源(波長13.9nm近傍)の直線偏光度測定を実施した。偏光子にはイオンビームスパッタリング法によりSi(111)ウェハ上に成膜した2枚のMo/Si多層膜(周期長:10.36nm,周期長に対するMoの膜厚比:0.64,膜総数:46,最上層:Si)を用いた。その結果、波長12.4$$sim$$14.8nmの直線偏光度$$P_{rm L}$$は85$$sim$$88%であることがわかった。また、偏光子に用いたMo/Si多層膜の偏光能は99%以上(@13.9nm)であり、高い性能を有するX線レーザー用偏光子として利用できることがわかった。これにより、BL-11の$$P_{rm L}$$がビームラインの建設以来初めて明らかにされるとともに、新装置を利用することで軟X線領域の偏光素子の評価が可能であることが確かめられた。

論文

Status of mass production of the ACS cavity for the J-PARC linac energy upgrade

青 寛幸; 浅野 博之; 大内 伸夫; 坪田 直明; 長谷川 和男; 平野 耕一郎; 森下 卓俊; 高田 耕治*; 内藤 富士雄*; 山崎 良成

Proceedings of 1st International Particle Accelerator Conference (IPAC '10) (Internet), p.618 - 620, 2010/05

2009年3月より181MeVから400MeVへのリニアックエネルギー増強に向け、ACS加速空洞の量産が開始された。本計画ではACS形加速モジュール18台、ACS形デバンチャー空洞2台を3年間で製作する必要がある。本工程には時間的な余裕が少ないため、製作過程の最適化が必要となる。そこで初期設計と周波数調整手順を事前に確認するため、それぞれのエネルギーに対応した加速モジュールごとにテストセルを製作することにした。本論文では、これら量産に向けた取り組みの現状について報告する。

論文

LLRF controller upgrade for the J-PARC 400 MeV linac

Fang, Z.*; 道園 真一郎*; 穴見 昌三*; 山口 誠哉*; 内藤 富士雄*; 福井 佑治*; 川村 真人*; 久保田 親*; 南茂 今朝雄*; 小林 鉄也; et al.

Proceedings of 1st International Particle Accelerator Conference (IPAC '10) (Internet), p.1434 - 1436, 2010/05

J-PARCリニアックはあと2年のうちに181MeV加速から400MeV加速へと増強される。本リニアックの低電力高周波(LLRF)制御システム(FPGAを用いたデジタル制御)において、400MeV加速に向けて機能向上を図ったので、それら新機能について報告する。本機能は、これまでの181MeV加速用(324MHz-RFシステム)と400MeV加速用(972MHz-RFシステム)の両方において動作する。今回、新しく多くの機能をLLRF制御システムに追加した。例えば、(1)324MHzと972MHzの両方の周波数に対応,(2)パルス先頭におけるフィードバックゲインの緩やかな立ち上げ,(3)チョップドビーム負荷補償の追加,(4)ビーム供給先変更によるビーム負荷補償のパルスごとの切り替え,(5)空洞立ち上げにおける入力RF周波数の自動チューニング,(6)空洞チューナー制御における離調度取得方法の改善(入出力位相差測定をパルス減衰波形による測定に変更)、などである。

論文

Design of an apparatus for polarization measurement in soft X-ray region

今園 孝志; 鈴木 庸氏; 佐野 一雄*; 小池 雅人

Spectrochimica Acta, Part B, 65(2), p.147 - 151, 2010/02

 被引用回数:2 パーセンタイル:81.35(Spectroscopy)

近年磁性体研究,バイオ研究が1keV近辺で盛んとなってきたが、計測の高度化に対応する光学素子の開発が遅れている。この一因に偏光状態まで制御された光学素子評価装置がなかったことが挙げられる。本研究では当該領域の光の偏光状態評価、さらには薄膜や多層膜界面の元素別磁気情報の取得や光学定数の決定等を行うことを目的として、軟X線偏光解析装置を設計・製作した。本装置は、移相子ユニット,検光子ユニットから成る偏光解析ユニットに8つの駆動機構を搭載しており、各ユニットに1個ずつ偏光素子等をマウントできる。高真空対応ステッピングモータによって駆動する駆動軸により、通常の偏光別の反射率・透過率測定のほか、ストークスパラメタによって記述される全偏光パラメータを決定するために必要な測定が可能である。このため、4種類の測定モード((a)反射-反射,(b)透過-透過,(c)透過-反射,(d)反射-透過)にて回転検光子法や回転移相子法が可能である。偏光測定では移相子(又は偏光子)-検光子,磁性材料等の物性評価では試料-検光子(移相子)と、マウントする試料(素子)を適切に選択することによってさまざまな応用研究が可能である。

論文

Development and performance test of a soft X-ray polarimeter and ellipsometer for complete polarization analysis

今園 孝志; 佐野 一雄*; 鈴木 庸氏; 河内 哲哉; 小池 雅人

Review of Scientific Instruments, 80(8), p.085109_1 - 085109_8, 2009/08

 被引用回数:13 パーセンタイル:38.87(Instruments & Instrumentation)

回転検光子法に基づく軟X線偏光解析装置を開発し、立命館大学SRセンターの軟X線ビームラインに設置した。本装置は独立駆動可能な6軸を使って完全偏光測定が可能な光学配置を実現できる。イオンビームスパッタリング法により作製したMo/Si多層膜偏光子を用いて装置の性能試験を実施した。BL-11の直線偏光度が92eVのとき、87%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。

論文

Development of soft X-ray multilayer laminar-type plane gratings and varied-line-spacing spherical grating for flat-field spectrograph in the 1-8 keV region

小池 雅人; 石野 雅彦; 今園 孝志; 佐野 一雄*; 笹井 浩行*; 畑山 雅俊*; 竹中 久貴*; Heimann, P. A.*; Gullikson, E. M.*

Spectrochimica Acta, Part B, 64(8), p.756 - 760, 2009/08

 被引用回数:8 パーセンタイル:53.37(Spectroscopy)

1$$sim$$8keV領域で高回折効率を呈するW/CとCo/SiO$$_{2}$$多層膜ラミナー型平面回折格子(刻線密度1200本/mm)を開発した。Co/SiO$$_{2}$$回折格子においては4,6keVでそれぞれ0.41, 0.47、W/C回折格子においては8keVで0.38の高い回折効率を観測した。この特長を利用して1.7keV領域で用いることができる平面結像型分光器用としてMoSiO$$_{2}$$多層膜を蒸着したラミナー型不等間隔溝球面回折格子を開発した。0.9$$sim$$1.8keVでの回折効率は0.05$$sim$$0.20であった。また、Hf-M$$alpha$$$$_{1}$$(1644.6eV), Si-K$$alpha$$$$_{1}$$(1740.0eV), W-M$$alpha$$$$_{1}$$(1775.4eV)の半値全幅は13.7eV, 8.0eV, 8.7eVであった。このことにより、1$$sim$$8keV領域での多層膜ラミナー型回折格子の高回折効率性を実証したのみならず数keVでの平面結像型回折格子分光器の利用を可能とした。

論文

X-ray devices and the possibility of applying nanophotonics

小池 雅人; 宮内 真二*; 佐野 一雄*; 今園 孝志

Nanophotonics and Nanofabrication, p.179 - 191, 2009/05

光学近接場技術に基づいた新しいリソグラフィーを用いて製作したラミナー型回折格子の表面にMo/SiO$$_{2}$$多層膜を蒸着して7600本/mmの多層膜回折格子を製作した。0.7$$sim$$2.0nmの波長範囲で回折効率を放射光施設で測定した。その結果、溝深さ3nm,多層膜周期5.33nmの多層膜回折格子は0.70nm(1.77keV),入射角88.020度で0.032, 1.19nm(1.04keV)入射角85.230度で0.016の回折効率を示した。また、実験的,理論的な回折効率の差をDebye-Waller因子により解析を行った。

論文

Operating experience of the J-PARC linac

長谷川 和男; 浅野 博之; 千代 悦司; 堀 利彦; 伊藤 崇; 小林 鉄也; 近藤 恭弘; 滑川 裕矢; 小栗 英知; 大越 清紀; et al.

Proceedings of 24th International Linear Accelerator Conference (LINAC 2008) (CD-ROM), p.55 - 57, 2009/00

J-PARCリニアックは2006年11月にビームコミッショニングを開始し、2007年1月には所定のエネルギーである181MeVの加速に成功した。その後、リニアックは後段の3GeVシンクロトロンのビームコミッショニングのためのビームを供給し、さらに下流の50GeVシンクロトロンや中性子ターゲットのコミッショニングにもビームが用いられた。イオン源はセシウム不使用の負水素イオン源であり、安定なビームを供給し運転時間は3,000時間を越えた。高周波源としては20台の324MHzクライストロンを使用し、平均で6000時間以上、大きなトラブルなく運転を実証した。ここでは、こうしたJ-PARCリニアックの運転経験について報告する。

論文

Evaluations of optical properties of Co based soft X-ray multilayer gratings

石野 雅彦; 小池 雅人; 佐藤 二美*; 寺内 正己*; 佐野 一雄*; 笹井 浩行*

Journal of Applied Physics, 104(7), p.073520_1 - 073520_5, 2008/10

 パーセンタイル:100(Physics, Applied)

近年、機能性デバイス開発や生体観察などが精力的に行われ、これらの分野からは広い光子エネルギー範囲を高いエネルギー分解能でカバーするX線分光器開発が望まれている。われわれは従来の回折格子にかわる広帯域X線分光素子として多層膜回折格子に注目し、8keVまでのX線領域において実用的な効率を持つCo/SiO$$_{2}$$多層膜回折格子とW/C多層膜回折格子を開発した。これらの多層膜回折格子に加えてCo/Si多層膜回折格子も候補として考えられるが、反射膜となるCo/Si多層膜の界面では大きな拡散層が形成されることが知られている。そこで、拡散層を持つX線多層膜を反射膜に持つ多層膜回折格子の特性を評価するために、Co/Si多層膜回折格子とCo/SiO$$_{2}$$多層膜回折格子を製作し、構造評価と効率測定を行った。TEMによる試料の断面観察では、欠陥のない良好な構造が確認された。しかし、多層膜回折格子では格子構造だけでなく反射膜の光学定数が回折条件に影響すること、加えてCo/Si多層膜中に形成された拡散層が効率を低下させる原因となっていることを確認した。多層膜回折格子の反射膜として界面に大きな拡散層を持つX線多層膜を用いることには問題がある。

論文

keV領域軟X線高効率多層膜回折格子の開発とその応用

小池 雅人; 今園 孝志; 川添 忠*; 大津 元一*; 佐野 一雄*

電気学会光・量子デバイス研究会資料OQD-08-34, p.15 - 18, 2008/05

放射光や軟X線レーザー等の強力な励起光に加え、局所照射が可能な電子線励起を含め軟X線域での発光現象を利用した計測・研究の必要性が高まっている。このため、数keV領域で使用可能な高効率軟X線発光分光器の開発が必要とされている。発表では著者らが最近開発した軟X線多層膜をコーティングすることで2keV程度までの領域において回折効率を著しく向上させた平面結像多層膜ラミナー型球面ホログラフィック回折格子の設計・製作・評価について述べる。

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