2021 Fiscal Year Annual Research Report
1-5 keV 全域でブラッグ条件を満たす高出力多層膜回折格子分光器の開発
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19K12642
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
羽多野 忠 東北大学, 国際放射光イノベーション・スマート研究センター, 助教 (90302223)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
小池 雅人 大阪市立大学, 大学院工学研究科, 客員教授 (50354973)
江島 丈雄 東北大学, 国際放射光イノベーション・スマート研究センター, 准教授 (80261478)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | テンダーＸ線 / 多層膜 / 回折格子 / 分光器 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
テンダーX線多層膜回折格子分光器に最適な多層膜材料、周期膜厚、周期数、回折格子刻線密度、曲率の他、分光器の幾何学的パラメーターを以下の手順で決定することが本研究の目的である。まず平面基板にW、Cなどの候補物質群から交互多層膜を成膜し、その反射率を斜入射配置で測定して高反射率が得られる条件を探索する。厳選された多層膜を中心に回折効率の計算機シミュレーションを行い、高回折効率を生む多層膜を探索する。次にテスト用回折格子基板に多層膜を成膜し、ブラッグ条件を満たす入射角、出射角の配置で回折効率評価を行って多層膜の仕様を決定する。最後に、回折効率実測値を基に高出力を生む分光器パラメーターを決定する。
2021年度は刻線密度3200本/mmの回折格子を試作した。Auコート、W/C 多層膜コート、およびW/B4C 多層膜コートで 0.7 keV および 1.5 keV での高回折効率を確認した。高エネルギー（短波長）領域軟Ｘ線回折格子として、当初予定の刻線密度2400本/mmに代えて刻線密度3200本/mmを採用することとした。刻線密度の増加に対応して多層膜の周期膜厚を薄くすることとし、周期膜厚 4 nm の W/B4C 多層膜を作製した。二結晶分光器を用いた 5 keV の測定では結晶角度にオフセットを与えることによって高次光の影響を0.1倍に低減した。作製した多層膜の反射率を1、1.5、2.5、4、5、8 keVで反射率計測した。さらに、回折格子に同多層膜をコートして回折効率を実測した。実用的な高回折効率が得られるとともに、回折角が、想定する可変偏角型分光器の設計にマッチすることが確認された。集束ミラーを5 keV対応の斜入射角0.5°程度とする必要がある以外は、1keV以下で通常用いられるAuコートの可変偏角回折格子分光器と同等の入射角配置で同等の回折効率が得られることがわかった。
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