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2018 Fiscal Year Annual Research Report

Development of next-generation full-field X-ray microscope based on X-ray mirrors

Research Project

Project/Area Number 17H01073
Research InstitutionOsaka University

Principal Investigator

松山 智至  大阪大学, 工学研究科, 助教 (10423196)

Project Period (FY) 2017-04-01 – 2022-03-31
KeywordsX線 / X線ミラー / X線結像 / X線顕微鏡
Outline of Annual Research Achievements

本年度は,目的達成のために要素技術の開発を進めた.
①アライメント手法の検討:結像ミラー光学系では,ミラーアライメントによって収差が発生する.これを除去するために,X線波面計測法による収差の把握とそれに合わせたアライメント調整の手法を開発した.アライメント装置の改良などを実施し,調整手順を改良した.さらに,昨年度実施した接着についてもさらなる検討を進めた.硬化収縮による影響はほとんど観察されず,アライメント後のミラー配置の固定を正確に行うことができた.
②多層膜の検討:様々な多層膜を作製し,その性能を評価した.マグネトロンスパッタリング法による多層膜の作製とX線反射率法による多層膜の評価を実施した.
③新しい光学系の提案:結像ミラー光学系はそのアライメントが難しいという問題があるが,これを解決することができる新規光学系を提案した.本光学系はユーザーがほとんどアライメント調整することなく結像実験ができるように工夫されている.シミュレーションによる性能予測などを実施した.
④X線波面計測法の研究:X線波面をシステムエラーなく計測できれば様々な展開が開ける.格子干渉計とタイコグラフィで実際に波面を調べ比較することで精度の検証を行った.検証の結果は両者はほとんど同一の波面であった.ただし,格子干渉計にはカメラ由来のシステムエラーが発生しており,これを取り除く必要があった.

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

計画通り研究を実施することができた.また,新しい光学系を提案することもでき,当初の計画より適用範囲の広いシステムの開発を行うことができると期待している.

Strategy for Future Research Activity

次年度以降は,①グレイディッド多層膜作製技術の高度化,②X線顕微鏡実験,③波面計測法の研究 を実施する.
①では,高い反射率と波面収差のない高精度な多層膜鏡の開発を目指す.そのために,最適な多層膜材料の模索や成膜技術の確立を進める.
②では,X線顕微鏡の実験を実際に行い,アライメント手法や装置改良のフィードバックを得る.また,分解能・視野特性・長時間の安定性について評価するとともに,実用的な試料を実際に観察することで顕微鏡の実用性を評価する.
③では,波面計測技術の向上を目指し,様々な方向からX線波面計測法を研究する.

  • Research Products

    (18 results)

All 2019 2018 Other

All Journal Article (5 results) (of which Peer Reviewed: 3 results,  Open Access: 4 results) Presentation (12 results) (of which Int'l Joint Research: 8 results,  Invited: 3 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] Compact reflective imaging optics in hard X-ray region based on concave and convex mirrors2019

    • Author(s)
      Yamada Jumpei、Matsuyama Satoshi、Sano Yasuhisa、Kohmura Yoshiki、Yabashi Makina、Ishikawa Tetsuya、Yamauchi Kazuto
    • Journal Title

      Optics Express

      Volume: 27 Pages: 3429~3429

    • DOI

      10.1364/OE.27.003429

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Systematic-error-free wavefront measurement using an X-ray single-grating interferometer2018

    • Author(s)
      Inoue Takato、Matsuyama Satoshi、Kawai Shogo、Yumoto Hirokatsu、Inubushi Yuichi、Osaka Taito、Inoue Ichiro、Koyama Takahisa、Tono Kensuke、Ohashi Haruhiko、Yabashi Makina、Ishikawa Tetsuya、Yamauchi Kazuto
    • Journal Title

      Review of Scientific Instruments

      Volume: 89 Pages: 043106~043106

    • DOI

      10.1063/1.5026440

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] High-Resolution Full-Field X-ray Microscope for 20-keV X-rays with Multilayer Imaging Mirrors2018

    • Author(s)
      Matsuyama Satoshi、Yamada Jumpei、Hata Kentaro、Kohmura Yoshiki、Yabashi Makina、Ishikawa Tetsuya、Yamauchi Kazuto
    • Journal Title

      Microscopy and Microanalysis

      Volume: 24 Pages: 288~289

    • DOI

      10.1017/S1431927618013764

    • Open Access
  • [Journal Article] Reflective Imaging Optics Using Concave and Convex Mirrors for a Compact and Achromatic Full-field X-ray Microscope.2018

    • Author(s)
      Yamada Jumpei、Matsuyama Satoshi、Hata Kentaro、Hirose Raita、Takeda Yoshihiro、Kohmura Yoshiki、Yabashi Makina、Omote Kazuhiko、Ishikawa Tetsuya、Yamauchi Kazuto
    • Journal Title

      Microscopy and Microanalysis

      Volume: 24 Pages: 276~277

    • DOI

      10.1017/S1431927618013715

    • Open Access
  • [Journal Article] Nanofocusing of X-ray free-electron laser using wavefront-corrected multilayer focusing mirrors2018

    • Author(s)
      Matsuyama S.、Inoue T.、Yamada J.、Kim J.、Yumoto H.、Inubushi Y.、Osaka T.、Inoue I.、Koyama T.、Tono K.、Ohashi H.、Yabashi M.、Ishikawa T.、Yamauchi K.
    • Journal Title

      Scientific Reports

      Volume: 8 Pages: 17440

    • DOI

      10.1038/s41598-018-35611-0

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] 凹・凸面鏡を用いた結像型X線顕微鏡の開発2019

    • Author(s)
      山田純平,松山智至,佐野泰久,廣瀬雷太,武田佳彦,香村芳樹,矢橋牧名,表和彦,石川哲也,山内和人
    • Organizer
      第32回放射光学会年会・放射光科学合同シンポジウム
  • [Presentation] X線波面計測法を用いた結像ミラーの評価2019

    • Author(s)
      萩原拓,山田純平,松山智至,佐野泰久,矢橋牧名,表和彦,石川哲也,山内和人
    • Organizer
      第32回放射光学会年会・放射光科学合同シンポジウム
  • [Presentation] X線波面計測法を用いた結像ミラーの評価―タイコグラフィを用いたシングルグレーチング干渉計のクロスチェック―2019

    • Author(s)
      萩原拓,山田純平,松山智至,佐野泰久,香村芳樹,矢橋牧名,石川哲也,山内和人
    • Organizer
      2019年度精密工学会春季大会学術講演会
  • [Presentation] Hard-X-ray imaging mirrors for compact and high-resolution full-field microscopy2018

    • Author(s)
      J. Yamada
    • Organizer
      HeKKSaGOn WG5 one-day preconference discussion meeting
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Compact and large-magnification full-field X-ray microscope using concave-convex imaging mirrors2018

    • Author(s)
      J. Yamada, S. Matsuyama, Y. Sano, Y. Kohmura, M. Yabashi, T. Ishikawa, and K. Yamauchi
    • Organizer
      International Conference on X-ray Optics and Applications 2018 (XOPT2018) in OPIC2018
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Development of high-resolution X-ray imaging optical system using multilayer imaging mirrors2018

    • Author(s)
      K. Hata, J. Yamada, S. Matsuyama, Y. Sano, Y. Kohmura, M. Yabashi, T. Ishikawa, and K. Yamauchi
    • Organizer
      International Conference on X-ray Optics and Applications 2018 (XOPT2018) in OPIC2018
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Development of reflective imaging optics using concave and convex mirrors2018

    • Author(s)
      J. Yamada, S. Matsuyama, Y. Sano, Y. Kohmura, M. Yabashi, T. Ishikawa, and K. Yamauchi
    • Organizer
      The 6th International Workshop on X-ray Optics and Metrology Satellite Meeting of SRI 2018 (IWXM 2018)
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Hard-x-ray imaging mirror optics using concave and convex mirrors2018

    • Author(s)
      J. Yamada, S. Matsuyama, Y. Sano, Y. Kohmura, M. Yabashi, T. Ishikawa, and K. Yamauchi
    • Organizer
      The 13th International Conference on Synchrotron Radiation Instrumentation (SRI 2018)
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Full‐field imaging and focusing with advanced mirror‐based optics2018

    • Author(s)
      S. Matsuyama
    • Organizer
      The 13th International Conference on Synchrotron Radiation Instrumentation (SRI 2018)
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Reflective Imaging Optics using Concave and Convex Mirrors for A Compact and Achromatic Full-field X-ray Microscope2018

    • Author(s)
      J. Yamada
    • Organizer
      14th International Conference on X-ray Microscopy (XRM2018)
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] High-resolution full-field X-ray microscope for 20-keV X-rays with multilayer imaging mirrors2018

    • Author(s)
      S. Matsuyama
    • Organizer
      14th International Conference on X-ray Microscopy (XRM2018)
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 小型かつ色収差の無い高分解能結像型X線顕微鏡の開発2018

    • Author(s)
      山田純平,松山智至,波多健太郎,萩原拓,佐野泰久,香村芳樹,矢橋牧名,石川哲也,山内和人
    • Organizer
      2018年度精密工学会秋季大会学術講演会
  • [Remarks] 大阪大学山内研X線顕微鏡チーム

    • URL

      http://www-up.prec.eng.osaka-u.ac.jp/matsuyama/index.html

URL: 

Published: 2021-12-27  

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