| 研究課題/領域番号 |
19K12654
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分80040:量子ビーム科学関連
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| 研究機関 | 公益財団法人高輝度光科学研究センター |
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研究代表者 |
工藤 統吾 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)
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| 研究分担者 |
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)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2021年度)
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| 配分額 *注記 |
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2021年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2020年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2019年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
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| キーワード | 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 / エネルギー分解 / CVDダイヤモンド / ピンホールカメラ / CMOSカメラ / アンジュレータ / X線 / CCDカメラ / フロントエンド / 放射光モニター / X線検出器 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
不可能とされてきたシンクロトロン放射光挿入光源からの強力な光の形状を正確に可視化する。しかも、この可視化は、放射光X線ビームを非破壊で実現しなくてはならない。特にコヒーレンスについては、今後の放射光利用の要となる特性であり、これを非破壊で観察するために、観測装置システム自体の透明性が重要となる。透明でありながら、十分な観測信号を得るという、相矛盾した特性の実現が、本観測装置には課されている。さらに、この透明性の高いプローブ（散乱体）による散乱X線をピンホール光学系で結像し、これをエネルギー分解するため、2次元検出器を用いたデータ収集と、解析アルゴリズムの開発を行い、本計測系を実用化する。
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| 研究成果の概要 |
我々は、現代科学の基盤の一つであるシンクロトロン放射光の歴史の中で未解決の問題とされてきた、光源から発生する光ビームの位置を直接、しかも非破壊に計測する方法を開発した。これは、Ｘ線ビームがダイヤモンド薄膜透過時に発生する散乱を、ピンホール光学系と画像処理によりエネルギー分解可視化するという方法である。可視化された光は、アンジュレータ設計の基礎となる計算コードSPECTAでの結果と一致し、我々のシステムが正確にアンジュレータ光を可視化していることを証明した。この成果は将来の回折限界リングシンクロトロン放射光において基幹となるビーム計測システムを担うものとなる。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
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。
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