Discovery Sagaサイレントキーワード俯瞰

Ｘ線集光 / 超精密加工 / 軟Ｘ線 / 軟X線 / Ｘ線ミラー / X線ミラー / 回転楕円ミラー / X線集光 / 高次高調波 / SPring-8 / 形状修正 / 放射光 / 応用光学 / 生産工学 / 顕微鏡 / Ｘ線 / 回転体ミラー / 軟X線集光 / 精密部品加工

様々なＸ線分析方法の性能の鍵を握る技術にＸ線集光がある。本研究では、Ｘ線の中でも波長1nm～10nmの軟X線領域を対象としたミラーによる集光技術の開発を目的としている。本研究では、回転体ミラーの形状精度を向上させるとともに、回転体ミラーを有効に活用することができるリング集光ミラーと回転体ミラーによる2段集光システムを提案した。
コンパクトな高次高調波軟Ｘ線光源を利用し、回転体ミラーの軟Ｘ線集光に関する基礎的な知見を蓄え、SPring-8において回転体ミラーを用いた軟Ｘ線集光システムを構築した。2段集光システムを完成させサイズ200nm以下の軟Ｘ線集光を確認した。

ミラーによる軟X線集光システムは理論的な性能は高いが、その作製が困難であったため利用されていなかった。本研究により、ミラーの製造技術が大幅に進歩するとともに、実際に軟Ｘ線集光が実証され、今後、ミラーによる集光技術が普及すると考えている。その結果、多くのＸ線分析装置の性能が向上し、電池材料や半導体材料の新規開発に貢献する。

加速器 / 逆コンプトン散乱 / X線 / 軟X線 / 高品質ビーム / X線像 / 高輝度レーザー / 顕微鏡

レーザーフォトカソードRFガンから得られる電子ビームの大出力化のための、レーザーのマルチパルス増幅を実施した。具体的にはNd:YLFレーザーの基本波である1047nmの119MHzのIR光を特別に設計したモジュレータにより自在に切り出す事に成功した。これにより、今回、100パルスの大強度IRレーザーを後置の増幅器により生成し、その後非線形結晶により2倍高調波及び4倍高調波であるUV光へ変換することに成功した。また、衝突用のレーザー光を増幅するためにパルスレーザー蓄積装置を実現し、マルチパルスX線の発生に成功した。本研究において予備的ではあるが、生体のX線像を取得した。

軟X線 / 高品質電子ビーム / 逆コンプトン散乱 / 高輝度レーザー / 時間安定化 / 空間安定度 / 軟X線発生 / 顕微鏡

平成18年度は特に、全固体Nd : YLFレーザーの一層の高輝度化研究と軟X線発生システムの高度化による輝度増強とノイズ除去について集中的に研究を進めてきた。
具体的には以下のような研究の発展を見た。
我々はNd : YLFレーザーからのIR光を取り出した後更にマルチパスアンプを組み、レーザーパワーの増強を目指した。昨年度のIRレーザーのパワーは最大でも20mJ程度であったがなお一層の高輝度化を目指して、後置のNd : YLFレーザーロッドとフラッシュランプを用いた増幅器を複数回通すことで輝度増強を行った。結果、3パスアンプシステムを構築し、30mJを超えるIRパルスを安定的に得ることに成功した。
一方軟X線発生システムの高度化のために、今年度は新たに次のコンセプトを実現するための新しい衝突チェンバーを導入した。すなわち、昨年度までは電子線を衝突点で収束することに伴い、衝突後にビームが発散し、ビームダクト等との相互作用により大きな制動X線によるノイズの影響を大きく受けていた、また衝突用レーザー光もチェンバー内での散乱によりX線計測システムに大きなバックグランドを与えていた、そこで今年度は、電子ビームおよびレーザー光の通過する空間を自由空間とし、電子ビームのハロー等に伴うX線発生を極限まで低減化し、またレーザーについても散乱による計測システムに対するノイズを非常に小さくすることに成功した。また更に、衝突角の自由度、衝突点のスキャンなど、軟X線顕微鏡開発の基礎データを極めて精度よく取得することに成功した。

【研究分担者】
広瀬立成	早稲田大学	理工学術院	教授	(Kakenデータベース)
濱義昌 (浜義昌)	早稲田大学	理工学術院	名誉教授	(Kakenデータベース)
神谷好郎	東京大学	理学部	助教	(Kakenデータベース)
柏木茂	東北大学	電子光理学研究センター	准教授	(Kakenデータベース)
黒田隆之助	産業技術総合研究所	研究員	(Kakenデータベース)

【研究連携者】
坂上和之	早稲田大学	理工学術院	助教	(Kakenデータベース)
篠原邦夫	早稲田大学	理工学術院	客員教授	(Kakenデータベース)

【研究分担者】
広瀬立成	早稲田大学	理工学術院総合研究所	教授	(Kakenデータベース)
濱義昌	早稲田大学	理工学術院総合研究所	教授	(Kakenデータベース)
柏木茂	大阪大学	産業科学研究所	助手	(Kakenデータベース)
黒田隆之助	研究員	(Kakenデータベース)