Development of X-ray nanobeam optics by precision wavefront control

通过精密波前控制开发 X 射线纳米束光学器件

• 批准号: 21H05004
• 负责人: 山内 和人
• 金额: $ 98.68万
• 依托单位: Osaka University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (S)
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-07-05 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21H05004/
• 关键词: 精密計測; 精密加工; X線ミラー; X線自由電子レーザー; X線顕微鏡

開口数の設定では、回折限界での集光系を波長1.2Åにおいて6nmとし、アンジュレータ出口を光源としてミラー光学系の設計を行い、ミラー形状を確定した。また、ミラー形状加工においては、第一段階として、形状評価法と形状創成法に、これまでに確立したRADSI法とEEM法を用いて行い、オフラインでの基本的な特性評価を終えた。オンサイトでの性能評価では、タルボ干渉効果に基づくグレーティング干渉計によって、ミラー起因の波面誤差とアライメント起因の波面誤差の分離手法を検討した。この結果、波面誤差のルジャンドル関数展開によってアラインメントに関する各軸成分が相関高く分離できることを確認でき、高精度かつ高効率なアライメント手順を確立できる可能性を得た。また、ミラーの形状誤差に起因する波面誤差成分については、差分成膜法によって、反射面形状のサブnmレベルでの補正を試みた。一方、オンサイトでの補償光学に必要な位相補正ミラーは、諸事情からミラーの作製が遅れたが、２２年度に動作確認を終え、必要精度を満たす位相制御法実現の可能性を確認した。本件では、SPring-8での評価に加え、米国のAPS(Advanced Photon Source)での評価も行い、矛盾の無い性能の確認を行うことが出来た。最終的なミラー表面の仕上げ法であるCARE(Catalyst Referred Etching)法の高度化では、Siへの適用性を確認し、(001)面の原子スケールでの平滑化を確認し、ステップテラス構造が得られることを確認した。Si(001)表面において、ウエットプロセスによるステップテラス構造はこれまでに確認されておらず、反射X線内のスペックルの低減だけでなく、新たに高機能な原子スケールの表面研磨技術を実現したものとなっており、更なる加工条件の最適化を行う段階にある。

The setting of the number of openings, the limit of the reflection, the wavelength of the light collection system, the design of the light source and the shape of the light collection system are determined. The first step of shape processing, shape evaluation method, shape creation method, RADSI method, and EEM method are used to evaluate the basic characteristics. The performance evaluation of the wave front error is based on the analysis of the wave front error caused by the wave front error. The result is that the wave front error is related to the number of expansions, the correlation between the axis components is high, the separation is confirmed, the high accuracy is high, the hand order is established, and the possibility is obtained. For example, the shape error of the reflection surface is caused by the wave surface error component, and the correction of the reflection surface shape is tried. The compensation optics of one side, one side, This article is about SPring-8, APS(Advanced Photon Source), contradiction and performance confirmation. Finally, the CARE(Catalyst Referenced Etching) method was used to confirm the applicability of the Si layer, the smoothing of the (001) surface, and the structure of the Si layer. Si(001) surface grinding technology is developed to optimize the processing conditions.

项目成果

Optimization of mirror deformation strategy using mechanical and piezoelectric bending system

使用机械和压电弯曲系统优化镜子变形策略

• 发表时间: 2021
• 作者: T. Inoue;Y. Nishioka;S. Matsuyama;J. Sonoyama;K. Akiyama;H. Nakamori;Y. Sano;Y. Kohmura;M. Yabashi;T. Ishikawa;L. Assoufid;K. Yamauchi
• 通讯作者: K. Yamauchi

触媒表面基準エッチング法を用いた粒界段差フリーな 超平滑多結晶材料表面の作製

采用催化剂表面蚀刻法制备无晶界台阶的超光滑多晶材料表面

• 发表时间: 2021
• 作者: Kawahara Jun;Yoshida Miyako;Kojima Honami;Uno Rio;Ozeki Minoru;Kawasaki Ikuo;Habara Masaaki;Ikezaki Hidekazu;Uchida Takahiro;藤大雪，Bui Van Pho，松山智至，佐野泰久，山内和人
• 通讯作者: 藤大雪，Bui Van Pho，松山智至，佐野泰久，山内和人

圧電素子駆動型形状可変ミラーを用いたX線sub-5 nm集光システムの開発（第２報） 差分成膜を組み合わせたハイブリッド波面修正

使用压电元件驱动可变形镜开发 X 射线亚 5 nm 聚焦系统（第二份报告） 混合波前修改结合微分薄膜沉积

• 发表时间: 2021
• 作者: 酒井大輝;山川貴士;大瀧貴史;高橋幸裕;宮本辰也;岡本博;井上陽登，松山智至，田中優人，二村浩平，一井愛雄，山田純平，佐野泰久，香村芳樹，矢橋牧名，石川哲也，山内和人
• 通讯作者: 井上陽登，松山智至，田中優人，二村浩平，一井愛雄，山田純平，佐野泰久，香村芳樹，矢橋牧名，石川哲也，山内和人

XFEL sub-10nm focusing system using Wolter type III-based advanced KB mirrors

XFEL 亚 10nm 聚焦系统使用基于 Wolter III 型的先进 KB 反射镜

• 发表时间: 2022
• 作者: J. Yamada;S. Matsuyama;T. Inoue;N. Nakamura;Y. Tanaka;A. Ito;T. Osaka;I. Inoue;Y. Inubushi;H. Yumoto;T. Koyama;H. Ohashi;K. Yamauchi;and M. Yabashi
• 通讯作者: and M. Yabashi

結像型X線顕微鏡における位相イメージング手法の開発

成像X射线显微镜相位成像方法的发展

• 发表时间: 2021
• 作者: Kojiro Sugiyama;Kenji Kikuchi;Tomomi Sato;Sota Oguro;Satoru Yanagaki;Kei Takase;Takuji Ishikawa;田中優人，松山智至，井上陽登，山田純平，木村隆志，志村まり，香村芳樹，矢橋牧名，石川哲也，山内和人
• 通讯作者: 田中優人，松山智至，井上陽登，山田純平，木村隆志，志村まり，香村芳樹，矢橋牧名，石川哲也，山内和人