高次高調波軟Ｘ線源と高精度回転楕円ミラーの開発による軟Ｘ線顕微鏡システムの構築

开发高次谐波软X射线源和高精度球面镜构建软X射线显微镜系统

基本信息

批准号：
15J08622
负责人：
本山央人
金额：
$ 1.79万
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2015
资助国家：
日本
起止时间：
2015-04-24 至 2018-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究も目的は，軟Ｘ線ナノ集光素子である回転楕円ミラーの実用化である．昨年度には高次高調波軟Ｘ線レーザーのナノ集光スポット形成に成功した．今年度は新たに軟Ｘ線自由電子レーザー(SX-FEL)光源への回転楕円ミラーのインストールと応用実験，ミラー形状を高精度化するための内面成膜プロセスの開発を実施した．SX-FEL集光システムはSACLAの軟Ｘ線ビームライン(BL1)で実施した．光子エネルギー100eV付近の光をターゲットとした回転楕円ミラーを製作し，集光システムを構築した．波長100eVおよび120eVの光を使った集光実験の結果，いずれにおいても500nm前後のナノ領域に光を集光することに成功した．推定集光強度は10^16W/cm^2を超え，軟X線領域では極めて高い値を達成した．次に，集光軟Ｘ線レーザーを固体サンプルに照射し，光の強度に応じて透過率が上昇する「可飽和吸収」の観測に取り組んだ．光子エネルギーを120eVに調整し，可飽和吸収体にはSiNメンブレンを選択した．低強度領域での透過率が~8%であったのに対して，高強度領域では透過率は~48%まで上昇した．透過率の明確な集光強度依存性を計測し，集光システムが軟Ｘ線非線形現象の研究に応用可能であることを示した．並行して,回転体形状である回転楕円ミラーの内面の形状を修正するための新規プロセスを開発した．ミラーの内側に金属ターゲットを配置して外側から照射するイオンビームでスパッタすることで，ミラー内面にスパッタ粒子を成膜する．今年度は，ミラーの円周方向の形状修正実験に注力し，最初160 nm程度であった真円度を80 nmまで向上させることに成功した．以上のように，2018年度はSACLAにおける集光システム開発と，ミラーの高精度化プロセス開発を実施した．

这项研究的目的是放置球形镜，它们是柔软的X射线纳米光收集器元素。去年，我们成功地为高谐波X射线激光器形成了纳米注重的斑点。今年，我们在柔软的X射线无电子激光器（SX-FEL）光源上新安装并应用了球体镜的实验，并开发了内部膜沉积过程以改善镜子的形状。 SX-FEL照明收集系统是在Sacla软X射线梁线上进行的（BL1）。在约100 eV光子能量下制造了球体镜，以靶向光，并构建了光冷凝系统。由于使用光波长为100 eV和120 eV的光收集实验，两者都能够将光线凝结到500 nm左右的纳米层中。估计的光聚焦强度超过10^16W/cm^2，在软X射线区域中达到了极高的值。接下来，我们用光浓缩的软X射线激光照射实心样品，并致力于观察“可饱和吸收”，从而响应于光的强度而增加了透射率。将光子能量调节至120 eV，然后选择SIN膜作为饱和吸收剂。低强度区域的透射率约为8％，而高强度区域的透射率增加到〜48％。测量了透射率的光收集强度的明显依赖性，并表明光收集系统可以应用于软X射线非线性现象的研究。同时，开发了一个新的过程来修改球体镜的内表面的形状，这是旋转体的形状。通过将金属靶放在镜子内并使用从外部照射的离子束溅射，在镜子的内表面形成了溅射颗粒。今年，我们专注于在圆周方向修改镜子形状的实验，并成功改善了最初约160 nm的圆形性，至80 nm。如上所述，在2018财年，我们在萨克拉开发了一个轻型收集系统，并开发了一个提高镜子准确性的过程。

项目成果

期刊论文数量（0）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

回転楕円ミラーを用いた軟X線自由電子レーザー集光システムの開発

使用球面镜的软X射线自由电子激光聚焦系统的开发

DOI：
发表时间：
2018
期刊：
影响因子：
0
作者：
Tanaka Masaomi ;Utsumi Yousuke ;Mazzali Paolo A. ;Tominaga Nozomu ;Yoshida Michitoshi ;Sekiguchi Yuichiro ;Morokuma Tomoki ;Motohara Kentaro ;Ohta Kouji ;Kawabata Koji S. ;et al.;Tomohide Terasoma;Y. Kawahigashi;本山央人，大和田成起，久米健大，山口豪太，犬伏雄一，登野健介，小山貴久，江川悟，大橋治彦，矢橋牧名，三村秀和
通讯作者：
本山央人，大和田成起，久米健大，山口豪太，犬伏雄一，登野健介，小山貴久，江川悟，大橋治彦，矢橋牧名，三村秀和

Two-stage reflective optical system for achromatic 10 nm x-ray focusing

用于消色差 10 nm X 射线聚焦的两级反射光学系统

DOI：
10.1088/0953-4075/48/24/244002
发表时间：
2015
期刊：
J. Phys. B: At. Mol. Opt. Phys.
影响因子：
0
作者：
Konishi;M.;Motohara;K.;Takahashi;H.;Kato;N.;Terao;Y.;Ohashi;H.;Kono;Y.;Kushibiki;K.;Kodama;T.;Hayashi;M.;Tanaka;I.;Tadaki;K.-. ichi .;Toshikawa;J.;Koyama;Y.;Shimakawa;R.;Suzuki;T.;Tateuchi;K.;Kitagawa;Y.;Kobayakawa;Y.,;H. Motoyama and H. Mimura
通讯作者：
H. Motoyama and H. Mimura

Development of EUV focusing system based on ellipsoidal mirror

基于椭球面镜的EUV聚焦系统的研制