2017 Fiscal Year Annual Research Report
Research on X-Ray optics by quasi-crystal pattern
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15K13397
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| Research Institution | University of Tsukuba |
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Principal Investigator |
伊藤 雅英 筑波大学, 数理物質系, 教授 (30150874)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
青木 貞雄 筑波大学, 数理物質系(名誉教授), 名誉教授 (50016804)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 電磁場解析 / 準結晶 / X線集光素子 / 回折限界 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
軟Ｘ線光源の品質の向上により、比較的大きいパワーで高い空間的なコヒーレンスを持つものを容易に使うことができるようになってきた。一方，ウォルターミラーやゾーンプレートなどの軟Ｘ線域の集光光学素子は光の利用効率の低く開口数も小さいため、顕微システムなどにおいて明るい像が得られず、また解像度を上げることが困難となっている。本研究の目的は，準結晶パターンからの回折光が波長以下のスポットを作ることができることに着目し，Ｘ線を原子オーダーのスポットに集光することができる新しい光学素子を開発することである。
本報告では、準結晶集光素子のシミュレーションによる波長オーダーの集光確認、作成した集光素子による軟X線の集光の実験的な確認の二つを目標とした。シミュレーションで準結晶集光素子の集光効率・集光径と設計条件の関係を明らかにし、集光径を回折限界程度まで小さくできることを見出した。設計条件としては、穴径、穴間隔、穴数を検討した。実験では放射光を用いることで、波長10nmの入射光について集光の様子をCCDカメラを用いて観察した。シミュレーションと実験結果はよく一致し、実験および計算の信頼性を確認できた。以上から、軟X線が準結晶によって集光可能であることを示すにすると同時に、原理的に波長レベルでの集光が可能であることを示した。光源としては波長10nmの放射光を用い、準結晶集光素子は厚さ２０５nmの金属膜にFIBで３０１個の穴をあけることで作成した。
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