| Project/Area Number |
23K17146
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Review Section |
Basic Section 80040:Quantum beam science-related
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
本山 央人 東京大学, 先端科学技術研究センター, 特任講師 (00822636)
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| Project Period (FY) |
2023-04-01 – 2025-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2024: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
Fiscal Year 2023: ¥2,470,000 (Direct Cost: ¥1,900,000、Indirect Cost: ¥570,000)
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| Keywords | XFEL / 非線形光学 / 軟X線 / 集光 |
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| Outline of Research at the Start |
自由電子レーザーの登場により高強度フェムト秒EUVパルスが利用可能となり、EUV領域における非線形光学の研究が可能となった。しかしながら、EUV光源の光源特性や集光光学系、検出系の制限のため、微弱な非線形光学信号の定量計測は未だ困難を極める。本研究では、独自考案のEUV光学系をナノ精度光学素子で構成し、非線形光学研究に不可欠な“集光ビームの高強度化”と“超高感度光信号検出法”を確立する。ミラー光学素子のナノ精度加工と非線形光学信号の入射光からの空間分離によりこれらを実現する。光学材料のEUV非線形定数の決定やEUV領域での非線形光学材料開発など、新たな研究領域を開拓する。
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| Outline of Annual Research Achievements |
自由電子レーザーの登場により高強度フェムト秒EUVパルスが利用可能となり、EUV領域における二次高調波発生(Secondharmonicgeneration;SHG)の誘起が可能となった。EUV-SHGは2018年にはじめて報告されたが、使用するEUV光源の光源特性や集光光学系、検出系の制限のため、微弱なEUV-SHG信号の定量計測は未だ困難を極める。本研究では、独自考案のEUV光学系をナノ精度光学素子で構成し、SHG研究に不可欠な“集光ビームの高強度化”を図ると同時に“バックグラウンドフリーの超高感度SHG検出法”を確立する。ミラー光学素子のナノ精度加工とSHG信号の空間分離によりこれらを実現し、EUV-SHG信号の精密定量計測による非線形定数の決定やEUV領域での非線形光学材料開発など、新たな研究領域を開拓する。
ミラー集光素子製造プロセスの第1段階である、ミラーの母型マンドレル製作において、シングルナノメートル精度で形状を計測した。その後、形状修正研磨を施すことにより、集光サイズに悪影響を及ぼす高周波成分の形状誤差を除去することに成功した。自由電子レーザー施設SACLAにおける集光特性評価が予定されており、SACLAの軟X線ビームラインにおける発振波長に最適化された反射面を有する回転体集光ミラーを、ナノ精度精密電鋳法により製作する。集光特性の評価後、本研究の最終目標である、高強度性を活かして、固体資料からのEUV非先見信号の超高感度計測に取り組む。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
ミラー製造プロセスを改善し、集光特性に悪影響を及ぼす高周波成分の除去に成功した。これにより、これまでに実施してきたプロトタイプ光学系において計測された集光サイズと比較して、大幅な改善が見込まれるため。
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| Strategy for Future Research Activity |
2024年度にSACLAの軟X線ビームラインにおける集光特性評価を予定している。評価用の装置の準備を進めるとともに、EUV非線形信号計測のための照射資料の準備を進める。また、並行してミラーのさらなる高精度化にも取り組む。
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