放射光のための偏光変換X線光学系の開発

同步辐射偏振转换X射线光学系统的研制

• 批准号: 08750026
• 负责人: 平野 馨一
• 金额: $ 0.64万
• 依托单位: National Laboratory for High Energy Physics
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
• 财政年份: 1996
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1996 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-08750026/
• 关键词: 放射光; X線; 移相子; 円偏光; 位相板

これまで、放射光で楕円偏光X線を生成する方法として、楕円マルチポールウィグラーなどの偏光可変挿入型光源やオフ・アクシス光を用いる方法などが利用されてきた。しかし近年、シリコンなどの完全に近い単結晶の平板がX線移相子として機能することが示され、これにより水平偏光の放射光を円偏光に変換することが可能になった。従来はX線移相子の母材としてシリコンの単結晶が利用されてきたが、透過X線を利用する透過型の移相子では、吸収の少ない物質を用いることにより偏光の変換効率を飛躍的に向上できることが予想された。このことを検証するために、まず移相子の偏光変換効率と移相量を計算するプログラムを作成した。このプログラムで様々な結晶についてシミュレーションをおこなった結果、予想通り、ダイヤモンドやベリリウムなどの軽元素の単結晶が最高の性能を発揮することが示された。現状では、良質のベリリウム単結晶を入手するのが困難であるのに対して、ダイヤモンド単結晶は商業ベースで入手可能である。そこで、ダイヤモンド単結晶(住友電工製、タイプIIa)を移相子として利用した場合の性能評価実験をおこなった。実験は高エネルギー物理学研究所・放射光実験施設のBL-15Cでおこなった。偏光電磁石からの放射光を二結晶分光器で単色化(波長0.1026nm)した後、ダイヤモンド移相子により偏光を変換した。その結果、70%の効率で右回り円偏光、左回り円偏光、垂直偏光を生成することができた。本研究により、ダイヤモンド単結晶のX線透過型移相子を用いて水平偏光の放射光を円偏光や垂直偏光に高効率で変換できることが明らかにされた。今後、本研究で得られた円偏光X線を使って、磁気円二色性やX線磁気回折などの多彩な応用実験を展開することが可能になる。

The method of generating polarized X-rays from radiation light and polarized X-rays from polarized X-rays is discussed. In recent years, the X-ray phase-shifting function of the crystal plate has been demonstrated, and the polarization of the horizontally polarized radiation has been changed. In the future, the X-ray phase shifter base material and the crystal are used for transmission, absorption and small matter. The polarization conversion rate of the phase shifter is calculated. The results show that the highest performance of the single crystal of the element can be achieved through the calculation of the crystal structure and the crystal structure. It is difficult to start with a good quality single crystal, but it is possible to start with a commercial single crystal. The performance evaluation of phase shifters and utilization of phase shifters is carried out by Sumitomo Electric Co., Ltd. BL-15C, Institute of Physics, Radiation Engineering Polarizing electromagnets emit light from two crystal spectrometers, which are colored (wavelength 0.1026 nm) and polarized (phase shifter). The result is that 70% of the efficiency is generated by right polarization, left polarization and vertical polarization. In this study, X-ray transmission phase shifters of single crystals are used in horizontal polarization, vertical polarization and high efficiency. In the future, this study has found that polarized X-rays, magnetic dichroism and X-ray magnetic reflection can be used to develop multi-color applications.