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小池 雅人; 石野 雅彦; 今園 孝志; 佐野 一雄*; 笹井 浩行*
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nmオーダーの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物性研究の必要性が高まっている。こうした研究を実験室規模で推進するうえで、1-3keV領域に現れる当該元素の発光・蛍光分析に適した高効率軟X線発光分光器の開発が必要とされている。発表者らはこれまでにラミナー型球面回折格子を開発し、初めて1.6keVまで測定可能な平面結像型軟X線分光器を実現した。しかしながら、金等の単層膜を蒸着した在来の回折格子を1-3keV領域で使用しようとすると、全反射の臨界角が89度以上になる。このため、回折格子の効率と入射光量が非常に小さくなるだけでなく、収差も許容範囲を超え、実用的な分光器を構成できなくなる。一方単層膜の代わりに軟X線多層膜を蒸着することで87度程度の入射角で高反射率が実現でき、多層膜の帯域範囲内で回折格子の効率を著しく増加させ、さらに収差を抑え、数倍の入射光量を取り込み得る。本報告では汎用軟X線平面結像型球面回折格子分光器(格子定数:1200本/mm)の筐体に装着でき、1-3keV領域で使用可能な多層膜ラミナー型球面回折格子(格子定数:2400本/mm)の開発について述べる。
多層膜光学素子の生成と評価石野 雅彦; 小池 雅人; 兼平 美香*; 佐藤 二美*; 寺内 正己*; 佐野 一雄*; Heimann, P. A.*; Gullikson, E. M.*
no journal, ,
ラミナー型ホログラフィック回折格子を基板として、その表面にCo/SiO多層膜をイオンビームスパッタリング法により成膜することで、Co/SiO多層膜回折格子を作製した。作製した多層膜回折格子の回折効率をX線回折装置と放射光施設で測定した結果、1.5-8keVの広いエネルギー範囲において10%以上の回折効率を示すことを確認した。特に4-6keVにおいては40%以上の回折効率を実現しており、6keVでの効率は47%であった。次にCo/SiO多層膜の耐熱性を評価するために、真空加熱炉による熱処理を100
Cから600Cまでの温度で1時間行った。X線回折測定,透過型電子顕微鏡観察,軟X線反射率測定から多層膜構造と光学特性の変化を評価した結果、Co/SiO多層膜は400Cまでの熱処理に対して熱処理前の構造と反射率を維持することを確認した。Co/SiO多層膜とSiOやSiC等の耐熱性基板とを組合せたCo/SiO多層膜光学素子は実用的な耐熱性を持つと考えられることから、高輝度光源での利用にも高い安定性(耐熱性)を備えた高効率光学素子として機能することが期待される。
今園 孝志; 鈴木 庸氏; 佐野 一雄*; 小池 雅人
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軟X線の偏光状態を評価するには偏光素子が必要であるが、これまで1keV近傍で機能する偏光素子の開発は遅れていたためほとんど行われてこなかった。筆者らはBL23SU(SPring-8)おいて雲母結晶の偏光性能に関する評価実験を行い、同結晶が高偏光能な反射型偏光子として機能することを明らかにし、同ビームラインの直線偏光度を決定することに成功した。また、雲母結晶が
板として機能する可能性を理論的に見いだした。これは雲母結晶偏光素子を用いた偏光評価実験が可能であることを示唆しているが、雲母結晶の移相子としての性能評価はまだ行っていない。そこで、雲母結晶の移相子としての性能評価や光源の偏光測定を行うために、回転検光子型の偏光解析装置を開発した。同装置はすべて独立に制御できる駆動軸(全9軸)により偏光素子の偏光特性及び軟X線光源の偏光パラメタを決定できるように設計された。現在、各駆動軸の調整作業やそれらの制御プログラムを開発中で、これが完了し次第、軟X線ビームラインBL-11(立命館大学SRセンター)に接続し、偏光素子の性能評価や同ビームラインの偏光測定を実施する予定である。
錦野 将元; 山谷 寛; 助川 鋼太; 永島 圭介
no journal, ,
光量子ビーム利用研究ユニットの高空間コヒーレント軟X線レーザーは、単色性・高輝度・短パルスという優れた特性を持ち、X線顕微鏡,X線スペックル計測やX線干渉計測などの応用研究への利用が期待されている。この高空間コヒーレント軟X線レーザーを位相型フレネルゾーンプレートにより集光し軟X線サブミクロンビームの生成を行った。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(260nm)のほぼ2倍程度であることを確認した。このときの集光強度は約1
10
W/cm
と見積もられ、実験配置・X線レーザーの出力により約110
W/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。今後、この軟X線サブミクロンビームを利用した金属や生物細胞への局所照射やX線フーリエ変換ホログラフィ等の応用研究を計画している。本発表では、高空間コヒーレントX線レーザーの発生とその高コヒーレントX線レーザーの利用研究としてフレネルゾーンプレートを使用したサブミクロンX線ビームについて述べる。
Pirozhkov, A. S.; 神門 正城; Esirkepov, T. Z.; Ma, J.-L.; 福田 祐仁; Chen, L. M.; 大東 出; 小倉 浩一; 本間 隆之; 林 由紀雄; et al.
no journal, ,
A wake wave near the wave breaking can act as a partially reflecting relativistic mirror (the flying mirror). Such a mirror directly converts low-frequency radiation into high-frequency radiation, with a frequency multiplication factor proportional to the 
-factor squared. We present results of a proof-of-principle experiment for the frequency up-shifting of a laser pulse reflected from the relativistic flying mirror. The wavelength of the reflected radiation ranges from 7 to 14 nm, where the corresponding frequency multiplication factors are 
55-115. The reflected signal contains at least 
photons/sr. This effect can be used to generate coherent XUV and X-ray ultrashort pulses that inherit their temporal shape and polarization from the original (laser) pulses. The radiation reflected from the flying mirror has non-trivial characteristics, which requires careful design of the XUV/X-ray optics to control it.