Visualization of high-intensity synchrotron radiation X-ray beam profile with X-ray pinhole camera

2021 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 19K12654
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 80040:Quantum beam science-related
• Research Institution: Japan Synchrotron Radiation Research Institute
• Principal Investigator: Kudo Togo 公益財団法人高輝度光科学研究センター, ビームライン技術推進室, 主幹研究員 (40372148)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 高橋 直 公益財団法人高輝度光科学研究センター, 光源基盤部門, 兼務職員 (60426525)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2022-03-31
• Keywords: 量子ビーム / 放射光 / ビームモニター / Ｘ線検出器 / X線散乱 / 2次元検出器 / 画像解析 / 回折限界リング

Outline of Final Research Achievements

We have developed a method to directly and non-destructively measure the position of the synchrotron radiation x-ray beam, which has been an unsolved problem in the history of synchrotron radiation. This is a method of energy-resolving visualization of scattering generated when an X-ray beam is transmitted through a diamond thin film by a pinhole optical system and image processing. The visualized light is consistent with the results in the computational code SPECTA, which is the basis of the undulator design, demonstrating that our system accurately visualizes the undulator light. This method will play a key role in the beam measurement system that will be the basis for future diffraction-limited ring synchrotron radiation.

Free Research Field

量子ビームイメージング

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

シンクロトロン放射光は、タンパクの結晶解析などで不可欠な科学インフラとなって久しいにもかかわらず、光源から光がどの方向に向かっているかを正確に知る方法が無かった。ますます微小化していくサンプルを解析するには、正確なビーム位置制御が基礎となる。そのため正確なビーム位置計測手法確立は急務であった。我々は、歴史的難題を、世界初の方法により解決し、真の放射光Ｘ線ビームの中心を観察することに成功した。計画が進む回折限界リングから発する放射光は、更に小さなビームサイズを実現して様々な科学分野を底上げするものである。本研究の成果により、回折限界リングの性能を100％引き出せる状況が整った。