二層構造薄膜ターゲットを用いた生体観察用水の窓X線源の高輝度化に関する研究

2006 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 18540398
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Research Institution: Japan Atomic Energy Agency
• Principal Investigator: 加道 雅孝 独立行政法人日本原子力研究開発機構, 量子ビーム応用研究部門, 研究職 (30360431)
• Keywords: X線顕微鏡 / レーザープラズマ / 水の窓 / X線カメラ / フレネルゾーンプレート

Research Abstract

生きている生体細胞を高い空間分解能と時間分解能での観察を実現する軟X線顕微鏡用のレーザープラズマX線源の計測を行うための軟X線プラズマカメラの設計、製作を行った。レーザープラズマX線源には、波長2.3〜4.4nmの水の窓領域において高い輝度を有することが求められるだけで無く、光源の均質性も重要となる。通常、光源のサイズは10μm〜-20μm程度であるため、光源の評価のためには、それ以下の空間分解をもち、波長選択が可能な計測装置が必要とされる。
軟X線プラズマカメラは、水の窓波長域X線だけを選択するためのX線フィルター、レーザープラズマのX線像を高い空間分解能で拡大結像するためのフレネルゾーンンプレーとから構成される。X線フィルターは、それぞれ厚さ100nmの窒化シリコン、チタン、銀の薄膜で構成され、透過X線の中心波長は3.35nm、スペクトル幅は1.43nm(Δλ/λ=4.27x10^<-1>)で、約30%の透過率が得られる。フレネルゾーンプレートは焦点距離90.9mm、直径1mmを持ち、10μm以下の空間分解能が期待される。軟X線プラズマカメラの倍率は10倍、全長は1mである。同程度の空間分解能を持つX線ピンホールカメラに比べ、約1000倍の光量が期待される。そのため、従来の計測器では困難であった。プラズマの瞬間撮像が可能となり、プラズマ中の構造の詳細な解析が可能となる。
平成19年度は、この軟X線プラズマカメラを用いて実際にレーザープラズマX線源の計測を行い、レーザー照射条件及びターゲット条件の最適化に関する研究を実施する。