高精度ウォルターミラーを用いた軟Ｘ線結像顕微鏡の開発

使用高精度瓦尔特镜开发软X射线成像显微镜

基本信息

批准号：
16J10126
负责人：
江川悟
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：
2016
资助国家：
日本
起止时间：
2016-04-22 至 2019-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

軟Ｘ線を用いた顕微鏡は可視光顕微鏡に比べて高い空間分解能を示すことに加えて、元素識別能に優れるため複雑な化学組成を持つ対象の分析に有用である。斜入射反射型軟Ｘ線結像素子であるウォルターミラーは色収差が無く高効率な上、大開口を有する理想的な軟X線結像素子である。しかし作製困難な形状を持つため十分な精度を持つウォルターミラーは実現されていなかった。申請者は高精度ウォルターミラーを独自に作製し、高輝度超短パルス軟X線光源である高次高調波や軟Ｘ線自由電子レーザーを用いたフェムト秒パルス軟Ｘ線顕微鏡を開発した。ウォルターミラーの作製には所属研究室で新規に開発された有機砥粒研磨法を用いた形状修正加工装置を利用した。加工と形状計測を反復することで形状精度を向上させ、1 nm RMSを超える形状精度の母型を作り、その形状転写によってウォルターミラーを得た。高次高調波はアト秒からフェムト秒のパルス幅を持つ超短パルス軟Ｘ線である。高次高調波を用いた軟Ｘ線顕微鏡の開発を行った。シングルショット顕微観察により40 fsの時間分解能とサブミクロン空間分解能を実現した。本システムにアト秒高次高調波光源を導入することでこれまで実現されていないアト秒時間分解能イメージングが可能となる。高強度な軟X線光源である軟Ｘ線自由電子レーザーを用いた結像顕微鏡を構築し、一般的な可視光顕微鏡を上回る250 nmの空間分解能を実現した。高強度超短パルス照明が可能な本顕微鏡の特性を活かし、非線形光学現象の一種である軟Ｘ線可飽和吸収の可視化に成功した。

除了表现出比可见光显微镜更高的空间分辨率外，使用软X射线的显微镜还可用于分析具有复杂化学成分的受试者，因为它们具有出色的元素歧视能力。沃尔特·米勒（Walter Miller）是一种倾斜的事件和反射性软X射线成像设备，是一种理想的软X射线成像装置，没有色差且高效，并且具有较大的光圈。但是，由于它的制造形状很难，因此没有实现足够准确的沃尔特镜子。申请人独立地创建了高精度的沃尔特镜，并使用高阶谐波和软X射线的免费电子激光器开发了飞秒脉冲软X射线显微镜，它们是高光泽度超短脉冲软脉冲软X射线光源。沃尔特·米勒（Walter Miller）使用实验室新开发的有机磨料纹理抛光方法使用形状校正加工设备制造。通过重复加工和形状测量，提高了形状精度，并创建了形状精度超过1 nm rms的矩阵，并通过转移形状来获得Walter Miller。较高的谐波是超短脉冲软X射线，其脉冲宽度是attosend的脉冲宽度。开发了使用较高谐波的软X射线显微镜。通过单光显微镜观察实现了40 FS和亚微米空间分辨率的时间分辨率。通过向该系统引入Attsond高谐波光源，以前尚未实现的Attsond Time-Atto-Time-Light Sime-Lightolution成像成为可能。使用柔软的X射线游离电子激光器，高强度软X射线光源构建成像显微镜，并实现了250 nm的空间分辨率，超过了典型的可见光显微镜的空间分辨率。利用能够高强度超短脉冲照明的该显微镜的特性，我们成功地可视化了软X射线饱和吸收，这是一种非线性光学现象。

项目成果

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专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

Construction of a soft x-ray transmission microscope for evaluation of Wolter mirror optics

构建用于评估 Wolter 镜光学器件的软 X 射线透射显微镜

DOI：
发表时间：
2017
期刊：
影响因子：
0
作者：
Satoru Egawa;Hiroto Motoyama;Atsushi Iwasaki;Kaoru Yamanouchi;Hidekazu Mimura
通讯作者：
Hidekazu Mimura

ウォルターミラーを用いた軟X線FELシングルショットイメージング

使用 Walter Miller 进行软 X 射线 FEL 单次成像

DOI：
发表时间：
2019
期刊：
影响因子：
0
作者：
S. Egawa;T. Kume;Y. Takeo;Y. Takei;H. Motoyama and H. Mimura;江川悟,本山央人,山口豪太,大和田成起,久保田雄也,松澤雄介,久米健大,矢橋牧名,三村秀和
通讯作者：
江川悟,本山央人,山口豪太,大和田成起,久保田雄也,松澤雄介,久米健大,矢橋牧名,三村秀和

高精度マンドレル作製と形状転写による軟X線結像用ウォルターミラーの作製

通过高精度心轴制造和形状转移制造用于软 X 射线成像的瓦尔特镜

DOI：
发表时间：
2019
期刊：
影响因子：
0
作者：
S. Egawa;T. Kume;Y. Takeo;Y. Takei;H. Motoyama and H. Mimura;江川悟,本山央人,山口豪太,大和田成起,久保田雄也,松澤雄介,久米健大,矢橋牧名,三村秀和;江川悟,本山央人,山口豪太,松澤雄介,久米健大,大和田成起,矢橋牧名,三村秀和
通讯作者：
江川悟,本山央人,山口豪太,松澤雄介,久米健大,大和田成起,矢橋牧名,三村秀和

Current status of development of ultraprecise Wolter mirror for soft X-ray microscopy

软X射线显微镜用超精密Wolter镜的研制现状

DOI：
发表时间：
2016
期刊：
影响因子：
0
作者：
Satoru Egawa;Yoshinori Takei;Yusuke Matsuzawa;Hiroto Motoyama;Takehiro Kume;Yoko Takeo and Hidekazu Mimura;Satoru Egawa
通讯作者：
Satoru Egawa

Evaluation of figure accuracy of Wolter mirror fabricated by electroforming

电铸沃尔特镜形状精度评价