軟X線フーリエ変換ホログラフィによるナノ微細構造観察手法の確立

• Project/Area Number: 17684030
• Research Category: Grant-in-Aid for Young Scientists (A)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Field: Plasma science
• Research Institution: Japan Atomic Energy Agency
• Principal Investigator: 錦野 将元 Japan Atomic Energy Agency, 量子ビーム応用研究部門, 研究職 (70370450)
• Project Period (FY): 2005 – 2007
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2007)
• Budget Amount: ¥25,610,000 (Direct Cost: ¥19,700,000、Indirect Cost: ¥5,910,000); Fiscal Year 2007: ¥780,000 (Direct Cost: ¥600,000、Indirect Cost: ¥180,000); Fiscal Year 2006: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000); Fiscal Year 2005: ¥23,530,000 (Direct Cost: ¥18,100,000、Indirect Cost: ¥5,430,000)
• Keywords: 軟X線レーザー / フーリエ変換ホログラフィ / フレネルゾーンプレート

Research Abstract

高空間分解能で観察でき深さ方向の情報も記録できることがら生物試料の観察の分野において開発が期待されているX線ホログラフィに関して、空間完全コヒーレント軟X線レーザーと軟X線用フレネルゾーンプレートを用いて、超高空間分解能を持つフーリエ変換型X線ホログラフィ計測法を開発する。フーリエ変換ホログラフィの空間分解能はフレネルゾーンプレートの設計と光源であるX線レーザーの特性(発散角、空間コヒーレンス、フレネルゾーンプレートまでの距離)により決定される。本年度は、フレネルゾーンプレートを用いて生成させた参照光源サイズの評価を行い、その後、ワイヤーとテストパターンを使用したX線ホログラフィ計測実験を行った。フレネルゾーンプレートを用いたX線レーザーの集光実験では、回折限界値(約0.3ミクロン)の1.8倍程度の大きさ(約0.5ミクロン)まで集光したビーム径の計測に成功した。さらに微小集光が可能なフレネルゾーンプレート(理論回折限界値:66nm)を用いて、直径数ミクロンのワイヤーとサブミクロン幅のテストパターンのホログラム干渉像の取得を行い、解析を行った。これらの実験の成果に関して、日本物理学会、International symposium on laser-driven relativistic plasmasapplied for science, industry and medicine、及びレーザー学会において学会発表を行い、また、Japanese Journal of Applied Physics誌において成果の論文発表を行った。また、前年度行った高空間コヒーレントX線レーザーの高出力化に関して、Applied Optics誌において成果の論文発表を行った。

Research Products

• [Journal Article] Generation of Soft X-ray Submicron Beam using Fresnel Phase Zone Plate (2008)
  • Author(s): Masaharu Nishikiuo, et. al.
  • Journal Title: Japanese Journal of Applied Physics 47 Pages: 983-985
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Characterization of a high-brilliance soft x-ray laser at 13.9nm by use of an oscillator-amplifier configuration (2008)
  • Author(s): Masaharu Nishikino, et. al.
  • Journal Title: Applied Optics 47 Pages: 1129-1134
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Development and Application Research of Highly Coherent X-ray Laser at 13.9nm (2008)
  • Author(s): Masaharu Nishikino, et. al.
  • Journal Title: Proceedings of International Symposium on Laser-Driven Relativistic Plasmas Applied for Science, Industry and Medicine, AIP Conference Proceedings Series (2008) (掲載予定)
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Generation of the submicron soft x-ray beam using the Fresnel zone plate (2007)
  • Author(s): Masaharu Nishikino et al.
  • Journal Title: Proceeding of 10th International Conference on X-ray Lasers (印刷中)
• [Journal Article] Mach-Zehnder Interference Microscopy Using X-ray Laser (2006)
  • Author(s): Masaharu Nishikino et al.
  • Journal Title: IPAP conference Series, Proceeding of the 8th International Conference on X-ray Microscopy 7 Pages: 423-425
• [Journal Article] Development of a highly coherent x-ray laser and application research (2006)
  • Author(s): Masaharu Nishikino et al.
  • Journal Title: Superstrong Fields in Plasmas, AIP conference proceeding 827 Pages: 499-504
• [Journal Article] Mach-Zehnder Interference Microscopy Using X-ray Laser (2006)
  • Author(s): Masaharu Nishikino et al.
  • Journal Title: Proceeding of the 8^<th> International Conference on X-ray Microscopy (印刷中)
• [Journal Article] Development of a highly coherent x-ray laser (2006)
  • Author(s): Masaharu Nishikino et al.
  • Journal Title: Proceeding of the third international conference on Superstrong Fields in Plasmas (印刷中)
• [Journal Article] Development of Mach-Zehnder interference microscopy using a highly coherent x-ray laser (2005)
  • Author(s): Masaharu Nishikino et al.
  • Journal Title: Proceeding of the Joint Conference on Ultrafast Optics V and Applications of High Field and Short Wavelength Sources XI Pages: 220-222
• [Presentation] ゾーンプレートによる軟X線サブミクロンビームの生成 (2008)
  • Author(s): 錦野 将元, 他
  • Organizer: レーザー学会 学術講演会第28回年次大会
  • Place of Presentation: 名古屋国際会議場
  • Year and Date: 2008-01-31
• [Presentation] ゾーンプレートによる軟X線サブミクロンビームの生成 (2007)
  • Author(s): 錦野 将元, 他
  • Organizer: 日本物理学会 第62回年次大会
  • Place of Presentation: 北海道大学
  • Year and Date: 2007-09-21
• [Presentation] Development and Application Research of Highly Coherent X-ray Laser at 13.9nm (2007)
  • Author(s): Masaharu Nishikino, et. al.
  • Organizer: International symposium on laser-driven relativistic plasmas applied for science, industry and medicine, Satelite Meeting IFSA 2007
  • Place of Presentation: 日本原子力研究開発機構関西光科学研究所
  • Year and Date: 2007-09-18