2015 Fiscal Year Annual Research Report
X線波束の異常シフト現象を利用した光学素子開発とベリー位相項の可視化研究
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25286092
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| Research Institution | Institute of Physical and Chemical Research |
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Principal Investigator |
香村 芳樹 国立研究開発法人理化学研究所, 放射光科学総合研究センター, ユニットリーダー (30270599)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
田中 義人 兵庫県立大学, 物質理学研究科, 教授 (80260222)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | 全反射をともなわないX線導波管 / 格子ひずみ / 極低発散角のビーム形成 / ベリー位相項の観察 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
我々は、完全結晶中を伝搬するX線の異常シフト現象を使い、新しいX線光学を開拓している。この現象は、結晶格子が周期的な配列からずれ、微小な変位やひずみが出来る際、生じる。結晶に高周波の振動を乗せ、微小変位を時間変化させれば、X線の異常シフト量も、高周波で変調させることができる。本年度は、このアイデアにもとづき、X線軌道を高速で振る実験を実施した。
高周波の振動を結晶に与えるため、800kHz、200kHzの超音波振動子からの超音波をシリコン薄膜結晶に照射した。結晶縁に異常シフトX線が集積されるので、この成分だけを取り出すため、薄膜結晶下流にスリットを設置した。強度変化を測定し、800kHzで異常シフトX線強度の変調が起きていることを確認した。次に、結晶縁以外に、スリット位置を変えながら、位置に応じて出射光の到達時間が変化する様子を、TOF(Time of Flight)計測で調べた。X線の検出には、高速X線検出器を用い、また、振動励起信号を開始時間とし、経過時間を変えながらX線強度を計測し、TOFスペクトルを取得した。この結果、スリット位置によって、出射光の到達時間が変化する様を観察し、スリットを外せば、出射位置を時間とともに走査できることを示した。
原理的には、異常シフトX線の結晶内伝搬経路を精密に測れれば、三次元ひずみ分布の情報を取得する事も可能である。我々は、異常シフトX線の結晶内伝搬経路を簡便に測定する方法を考案した。ダイヤモンドひずみ結晶中でのX線異常シフト現象を利用し、X線経路上でダイヤモンドの可視発光を生じ、生じた可視光をダイヤモンド結晶側面から顕微観察した。実験で、ダイヤモンド結晶による可視発光を観察し、X線経路の可視化に成功した。ただ、大きな異常シフトを生じるX線の可視化に関しては、可視発光量も小さく観察が難しかった。
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| Research Progress Status |
27年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
27年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Causes of Carryover |
27年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
27年度が最終年度であるため、記入しない。
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