| 研究実績の概要 |
本研究はX線自由電子レーザーや次世代放射光光源の高度利用に不可欠である多機能集光光学光学系の構築を目的に，4枚の形状可変ミラーによって構成される二段Kirkpatrick-Baez(K-B)ミラー集光光学系の開発を行っている．
本年度は，独自に開発した4枚の圧電素子駆動型形状可変ミラーを用い，SPring-8において二段K-Bミラー集光光学系を構築し，ミラーの形状を変形させることで光学系の開口数を任意にコントロールし,装置構成を変更することなく異なるサイズの二次元X線集光ビームの形成を試みた．
集光実験はSPring-8 BL29XUL EH3にて行い，10keVのX線をミラーの開口数を変化させ，3つの異なるサイズの二次元集光ビームの形成を試みた．形状可変ミラーの形状制御は，次に示す二段階のプロセスで行った．まず実験室で干渉計を用いて変形量を計測しながら，圧電素子に印加する電圧パターンを作成する．その後，放射光施設内で先ほど作成した電圧パターンを再度印加する．そして，X線を用いた形状計測法であるペンシルビーム法を用いて形状を計測し，生じた変形誤差を修正する．上記の形状制御を行うことでPV（Peak-to-Valley）値で2 nm以下の精度でミラー形状を変形することに成功した．形状の変形が完了後，焦点位置で暗視野ナイフエッジスキャン法を用いて集光径の評価を行ったところ，108 nm (Horizontal) × 165 nm (Vertical), 220 nm (H) × 375 nm (V), 560 nm (H) × 1434 nm (V)という3つの異なるサイズの二次元集光ビームの形成に成功した．これらの集光径は，波動光学的に決定される回折限界集光径とほぼ等しい値であり，設定した開口数の比率とも一致する値である．以上の結果から形状可変ミラーを用いて構築した二段K-Bミラー集光光学系を用いて，開口数制御により任意サイズの回折限界集光径を形成できることを実証した．
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