多層膜と電荷結合素子の組み合わせによるエックス線偏光計の開発

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多層膜にX線等を45度で入射させると、その多層膜の方向と、X線等の偏光方向で、反射率、透過率とも大きな違いができる。この性質を利用したX線の偏光カメラの試作性能評価を行った。昨年度製作した偏光カメラのプロトタイプを使い、高エネルギー加速器研究機構物質構造科学研究所のフォトンファクトリーのBL12Aで性能評価を行った。放射光は水平に偏光している。それに対して多層膜への入射角を約45度に保ったまま光軸周りのいくつかの回転角での、波長に対する検出信号の強度を測定した。干渉するエネルギー(約95eV)のあたりでは、回転角により大きく信号強度が異なることが確認できた。別の見方として、入射X線のエネルギーを固定し、多層膜を入射角45度のまま、光軸周り回転した角度に対する信号強度を、いろいろなエネルギーのX線で測定した。干渉の起こる94eV近くでは、偏光角度により検出される信号強度の変動がはっきり見て取れる。これを定量化するために、設計のパラメータでの計算による多層膜透過率と実験から導出したと透過率を比較した。信号強度の強い100eV以下ではほぼ計算道理の透過率を得ることができた。偏光検出能力としてmodulation factorを計算した。計算値と測定値は大変よい一致を示し、偏光計はほぼ設計道理であることが確かめられた。本研究により、試作した偏光カメラの性能は設計道理で、低エネルギーX線に対し十分な偏光検出能力を持つことを実証することができた。透過型の偏光カメラは独自性が高く他に類を見ないもので、衛星搭載にはたいへん有望である。天体の偏光撮像観測の実現に大きく近づいた。