Development of X-ray wavefront metrology for single-nanometer focusing of XFEL

2020 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 19K23434
• Research Category: Grant-in-Aid for Research Activity Start-up
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: 0202:Condensed matter physics, plasma science, nuclear engineering, earth resources engineering, energy engineering, and related fields
• Research Institution: Institute of Physical and Chemical Research
• Principal Investigator: Jumpei Yamada 国立研究開発法人理化学研究所, 放射光科学研究センター, 基礎科学特別研究員 (10845027)
• Project Period (FY): 2019-08-30 – 2021-03-31
• Keywords: X線集光 / X線自由電子レーザー / 波面計測 / X線ミラー

Outline of Final Research Achievements

For the realization of the X-ray free-electron laser (XFEL) sub-10nm focusing, the establishment of an XFEL nano-beam characterization method is necesarry. In this study, we developed a single-grating interferometer optimized for the sub-10 nm focusing system at SPring-8 synchrotron radiation facility, and achieved a wavefront measurement accuracy of less than λ/20 rms by systematic error calibrations.

Free Research Field

X線光学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究はXFELのsub-10nm集光と，これによる世界最高強度のX線高密度光子場の生成を実現するための技術開発である．XFEL sub-10nm集光は，X線非線形光学の開拓や蛋白質1分子構造解析を実現しうる技術であり，広範な科学分野からその実現が待たれている．本研究により，ショット毎のビーム特性変化が存在する条件でもsub-10nm集光の評価を実施することは，全ての応用実験の質を保証するために欠かせない．