2023 Fiscal Year Research-status Report
Pioneering Nonlinear Optical Phenomena with Strongly-Focused X-ray Free Electron Laser.
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23KF0019
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
木村 隆志 東京大学, 物性研究所, 准教授 (50531472)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
ONEAL JORDAN 東京大学, 物性研究所, 外国人特別研究員
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| Project Period (FY) |
2023-04-25 – 2025-03-31
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| Keywords | X線自由電子レーザー / 非線形光学 / X線ミラー / ウォルターミラー |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、これまで均一な材料に対してのみ行われていたX線非線形光学現象の研究を、微細パターンや不均一材料などの試料系に拡張するために、新たなフェムト秒X線顕微イメージング技術の基礎を開発することを目指している。
当該年度には、主として本研究でX線非線形現象の二次元イメージングを行うのに適した試料探索・作製を行った。X線非線形光学現象としては、軟X線領域における誘導ラマン散乱および硬X線領域におけるコヒーレント反ストークスラマン散乱の検出を目指しており、理論・計算面でのシグナル強度の検出可能性の検討を行うとともに、次年度以降の最適化を念頭に、X線自由電子レーザー施設SACLAでの計測系の構築および試料の計測実験を行った。炭素吸収端、酸素吸収端などを狙った測定を行った。現在、取得データの解析を進めるとともに、ノイズ低減を目指した計測系の改善などの検討をSACLAスタッフと共に進めている。また並行して、高分子薄膜上への金属薄膜蒸着など試料の調整方法の最適化も実施した。
この他、次年度以降の顕微イメージングへの展開を行うために、高い拡大倍率での試料像取得が可能なWolter type-3光学系の光学設計を進めるとともに、X線ミラーの作製を行う協力企業との打ち合わせを行った。
実験及び取得データの解析に関しては、米国スタンフォード大学およびスペインのカタルーニャ工科大学の研究者とも共同で議論を進めており、頻繁にZOOMミーティングを重ねており、順調に計画を遂行している状況である。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
当初計画では初年度には、本研究でX線非線形現象の二次元イメージングを行うのに適した試料探索・作製を行うことを想定していた。前述の通り、当該年度では計測試料に関して理論面・作製面の双方を進めており、計画は概ね順調に進んでいる。
また、当初計画から前倒しでX線自由電子レーザーを利用した計測実験にも取り組んでいるため、次年度の研究実施にあたっても大きな支障は無い。
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| Strategy for Future Research Activity |
本年度は昨年度にSACLAで計測したデータの解析を進め、試料および実験系の改善を進める。並行してX線非線形現象イメージング用の光学系の設計及び構築を行い、SACLAの軟X線ビームラインを利用して原理検証実験を実施する計画である。
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[Journal Article] Observation of mammalian living cells with femtosecond single pulse illumination generated by a soft X-ray free electron laser2024
Author(s)
Satoru Egawa, Kai Sakurai, Yoko Takeo, Kyota Yoshinaga, Masashi Takei, Shigeki Owada, Gota Yamaguchi, Shunya Yokomae, Hidekazu Mimura, Yutaka Yamagata, Makina Yabashi, Mari Shimura, Takashi Kimura
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Journal Title
Optica
Volume: -
Pages: -
Peer Reviewed / Open Access
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