高精度形状可変ミラーを用いた走査透過型Ｘ線顕微鏡の開発

• Project/Area Number: 13J05746
• Research Category: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 国内
• Research Field: Production engineering/Processing studies
• Research Institution: Osaka University
• Principal Investigator: 中森 紘基 大阪大学, 工学研究科, 特別研究員(DC2)
• Project Period (FY): 2013-04-01 – 2015-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2014)
• Budget Amount: ¥2,400,000 (Direct Cost: ¥2,400,000); Fiscal Year 2014: ¥1,200,000 (Direct Cost: ¥1,200,000); Fiscal Year 2013: ¥1,200,000 (Direct Cost: ¥1,200,000)
• Keywords: X線光学 / X線ミラー / アダプティブ光学 / 補償光学

Outline of Annual Research Achievements

これまでに開発した4枚の高精度形状可変X線ミラーを用い，二段二次元アダプティブ集光光学系を構築した．本光学系は一次元で2枚の形状可変ミラーを配置し，1枚目のミラーで
X線を共通焦点へ集光する．そして，拡散したX線を2枚目の形状可変ミラーで最終焦点へ集光する．このとき，1枚目の形状可変ミラーの形状は，光源と共通焦点を焦点とする楕円に，また2枚目の形状可変ミラーは，共通焦点と最終焦点を焦点とする楕円に変形する．形状可変ミラーの形状を変形し，共通焦点の位置を変化させることで，最終焦点における集光径の大きさを変化させる光学系である．
SPring-8において本光学系を用い，２種類の集光径を一つの光学系で実現する，可変集光実験を行った．結果，集光径を最大としたとき，水平方向において半値幅90 nm，垂直方向において半値幅120 nmの二次元集光に成功した．また，集光径を最小としたとき，水平方向において半値幅480 nm，垂直方向において1.3 μmの集光を実現した．この実験は世界初の試みであり，結果は今後のアダプティブX線光学の分野に大きなインパクトを与えるものである．

Research Progress Status

26年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

26年度が最終年度であるため、記入しない。

Research Products

• [Journal Article] Hard X-ray nanofocusing using adaptive focusing optics based on piezoelectric deformable mirrors (2015)
  • Author(s): T. Goto, H. Nakamori, T. Kimura, Y. Sano, Y. Kohmura, K. Tamasaku, M. Yabashi, T. Ishikawa, K. Yamauchi, and S. Matsuyama
  • Journal Title: Review of Scientific Instruments Volume: 86
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Development of a one-dimensional two-stage focusing system with two deformable mirrors (2014)
  • Author(s): T. Goto, S. Matsuyama, H. Nakamori, T. Kimura, Y. Sano, Y. Kohmura, K. Tamasaku, M. Yabashi, T. Ishikawa, and K. Yamauchi
  • Journal Title: Proceedings of SPIE Volume: 9208 Pages: 920802-920802
  • Peer Reviewed
• [Presentation] 硬X線集光用形状可変ミラーによる二段KBミラー集光光学系の開発 (2015)
  • Author(s): 後藤拓実，中森紘基，松山智至，木村隆志，Khakurel Krishna，佐野泰久，香村芳樹，石川哲也，西野吉則，山内和人
  • Organizer: 2015年度精密工学会春季大会学術講演会
  • Place of Presentation: 東洋大学
  • Year and Date: 2015-03-17 – 2015-03-19
• [Presentation] 形状可変ミラーによる二段集光光学系の開発 (2015)
  • Author(s): 後藤拓実，中森紘基，松山智至，木村隆志，佐野泰久，香村芳樹，玉作賢治，矢橋牧名，石川哲也，山内和人
  • Organizer: 第28回日本放射光学会年会・放射光科学合同シンポジウム
  • Place of Presentation: 立命館大学BKC
  • Year and Date: 2015-01-10 – 2015-01-12
• [Presentation] Development of a two-stage x-ray focusing system with ultraprecise deformable mirrors (2014)
  • Author(s): T. Goto, S. Matsuyama, H. Nakamori, T. Kimura, Y. Sano, Y. Kohmura, K. Tamasaku, M. Yabashi, T. Ishikawa, and K. Yamauchi
  • Organizer: SPIE Optics+Photonics2014
  • Place of Presentation: San Diego, CA, US
  • Year and Date: 2014-08-17 – 2014-08-21
• [Presentation] 圧電駆動型形状可変X線ミラーを用いたアダプティブ集光光学系の開発 (2014)
  • Author(s): 石川哲也, 山内和人
  • Organizer: 2014年度精密工学会春季大会学術講演会
  • Place of Presentation: 東京
  • Year and Date: 2014-03-18
• [Presentation] アダプティブ集光光学系のための高精度形状可変ミラーの開発 (2014)
  • Author(s): H. Nakamori, S. Matsuyama, S. Imai, T. Goto, T. Kimura, Y. Sano, Y. Kohmura, K. Tamasaku, M. Yabashi, T. Ishikawa, K. Yamauchi
  • Organizer: International Workshop on Atomically Controlled Fa brication Technology
  • Place of Presentation: Osaka
  • Year and Date: 2014-02-05
• [Presentation] 形状可変X線ミラーを用いた二次元集光光学系の開発 (2014)
  • Author(s): 中森紘基, 松山智至, 今井将太, 木村隆志, 佐野泰久, 香村芳樹, 玉作賢治, 矢橋牧名, 石川哲也, 山内和人
  • Organizer: 第27回日本放射光学会年会・放射光科学合同シンポジウム
  • Place of Presentation: 広島
  • Year and Date: 2014-01-11
• [Presentation] Two-dimensional X-ray nanofocusing using piezoelectric deformable mirrors (2013)
  • Author(s): H. Nakamori, S. Matsuyama, S. Imai, T. Goto, T. Kimura, Y. Sano, Y. Kohmura, K. Tamasaku, M. Yabashi, T. Ishikawa, K. Yamauchi
  • Organizer: The 12th symposium on X-ray Imaging Optics
  • Place of Presentation: Osaka
  • Year and Date: 2013-11-18
• [Presentation] 硬X線集光用形状可変ミラーの開発・変形最適化手法の検討 (2013)
  • Author(s): 中森紘基, 後藤拓実, 松山智至, 佐野泰久, 香村芳樹, 石川哲也, 山内和人
  • Organizer: 2013年度精密工学会秋季大会学術講演会
  • Place of Presentation: 大阪
  • Year and Date: 2013-09-12
• [Presentation] Development of ultra-precise piezoelectric deformable mirrors for x-ray nanofocusing (2013)
  • Author(s): H. Nakamori, S. Matsuyama, S. Imai, T. Goto, T. Kimura, Y. Sano, Y. Kohmura, K. Tamasaku, M. Yabashi, T. Ishikawa, K. Yamauchi
  • Organizer: SPIE Optics+Photonics
  • Place of Presentation: San Diego, United States
  • Year and Date: 2013-08-26