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2021 年度 実績報告書

X線結像ミラーを用いた次世代X線結像顕微鏡の開発

研究課題

研究課題/領域番号 17H01073
研究機関名古屋大学

研究代表者

松山 智至  名古屋大学, 工学研究科, 准教授 (10423196)

研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2022-03-31
キーワードX線 / X線ミラー / X線結像 / X線顕微鏡
研究実績の概要

2021年度は,①in-situ波面計測法の開発・高度化,②顕微分光実験,③位相イメージング,④形状可変ミラーの開発,⑤新規光学系の検討,を実施した.
①では,拡大結像顕微鏡配置のままで結像システムの波面収差を計測できるin-situ波面計測法の開発・高度化を進めた.機械学習を用いる方法(CNNで画像歪みを解析)や点光源を用いる方法(位相回復法で波動場を再構成)などを検討し,実際にX線実験を試みた.改善の余地はまだあるが,実際のX線波面を決定することに成功した.
②では,X線吸収分光とX線CTを組み合わせた応用実験を試みた.吸収端近傍の様々な波長かつ様々な方向から試料の投影像を撮像し,元素組成の分布を3次元可視化することに成功した.
③昨年度に引き続き,試料を光軸に沿ってデフォーカスした多数の投影像から,試料の位相分布を可視化する実験を実施した.シミュレーションで最適条件を検討するとともに,ノイズによる影響の検討や再構成アルゴリズムを改善することで,位相イメージングの手法として確立した.
④様々な圧電材料を検討しながら形状可変ミラーをいくつか試作した.その挙動を可視光干渉計やX線干渉計で動作テストした.ドリフトやヒステリシスの少なく高精細な形状可変ミラーの開発が進んでいる.
⑤ミラーアライメント問題や視野問題を解決できる新しい結像光学系を設計し,その性能を評価した.アライメント精度や波面収差の解析を行い,高い実用性を有していることを確認することができた.

現在までの達成度 (段落)

令和3年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

令和3年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (19件)

すべて 2022 2021 その他

すべて 雑誌論文 (3件) 学会発表 (14件) (うち国際学会 4件、 招待講演 2件) 図書 (1件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] X-ray adaptive zoom condenser utilizing an intermediate virtual focus2021

    • 著者名/発表者名
      Matsuyama Satoshi、Yamaguchi Hiroyuki、Inoue Takato、Nishioka Yuka、Yamada Jumpei、Sano Yasuhisa、Kohmura Yoshiki、Yabashi Makina、Ishikawa Tetsuya、Yamauchi Kazuto
    • 雑誌名

      Optics Express

      巻: 29 ページ: 15604~15604

    • DOI

      10.1364/OE.422723

  • [雑誌論文] Optimal deformation procedure for hybrid adaptive x-ray mirror based on mechanical and piezo-driven bending system2021

    • 著者名/発表者名
      Inoue Takato、Nishioka Yuka、Matsuyama Satoshi、Sonoyama Junki、Akiyama Kazuteru、Nakamori Hiroki、Ichii Yoshio、Sano Yasuhisa、Shi Xianbo、Shu Deming、Wyman Max D.、Harder Ross、Kohmura Yoshiki、Yabashi Makina、Assoufid Lahsen、Ishikawa Tetsuya、Yamauchi Kazuto
    • 雑誌名

      Review of Scientific Instruments

      巻: 92 ページ: 123706~123706

    • DOI

      10.1063/5.0070465

  • [雑誌論文] Hard X-ray nanoprobe scanner2021

    • 著者名/発表者名
      Yamada Jumpei、Inoue Ichiro、Osaka Taito、Inoue Takato、Matsuyama Satoshi、Yamauchi Kazuto、Yabashi Makina
    • 雑誌名

      IUCrJ

      巻: 8 ページ: 713~718

    • DOI

      10.1107/S2052252521007004

  • [学会発表] Development of hard X-ray sub-5-nm focusing system with an adaptive multilayer focusing mirror2022

    • 著者名/発表者名
      T. Inoue, S. Matsuyama, Y. Tanaka, Y. Ichii, J. Yamada, Y. Sano, Y. Kohmura, M. Yabashi, T. Ishikawa, and K. Yamauchi
    • 学会等名
      14th International Conference on Synchrotron Radiation Instrumentation (SRI2021)
    • 国際学会
  • [学会発表] Development of image-based wavefront measurement for adaptive full-field X-ray microscopy2022

    • 著者名/発表者名
      Y. Tanaka, S. Matsuyama, T. Inoue, N. Nakamura, J. Yamada, Y. Kohmura, M. Yabashi, K. Omote, T. Ishikawa, and K. Yamauchi
    • 学会等名
      14th International Conference on Synchrotron Radiation Instrumentation (SRI2021)
    • 国際学会
  • [学会発表] 形状可変ミラーを用いたX線sub-5 nm集光システムの開発2022

    • 著者名/発表者名
      井上陽登,松山智至,田中優人,伊藤篤輝,一井愛雄,山田純平,佐野泰久,香村芳樹,矢橋牧名,石川哲也,山内和人
    • 学会等名
      第35回日本放射光学会年会・放射光科学合同シンポジウム
  • [学会発表] 結像型 X 線顕微鏡を用いた波動伝搬ベースの位相イメージング2022

    • 著者名/発表者名
      田中優人,松山智至,井上陽登,山田純平,木村隆志,志村まり,香村芳樹,矢橋牧名,石川哲也,山内和人
    • 学会等名
      第35回日本放射光学会年会・放射光科学合同シンポジウム
  • [学会発表] 高空間分解能な結像型X線顕微鏡のためのin-situ波面計測法の開発2022

    • 著者名/発表者名
      田中優人,松山智至,井上陽登,山田純平,香村芳樹,矢橋牧名,表和彦,石川哲也,山内和人
    • 学会等名
      2022年度精密工学会春季大会学術講演会
  • [学会発表] 機械学習を用いたX線顕微鏡像からの波面推定2022

    • 著者名/発表者名
      青戸仁志,田中優人,松山智至
    • 学会等名
      第35回日本放射光学会年会・放射光科学合同シンポジウム
  • [学会発表] 単結晶圧電素子を用いた形状可変ミラーの開発2022

    • 著者名/発表者名
      上松航太、中林荘太、松山智至
    • 学会等名
      第35回日本放射光学会年会・放射光科学合同シンポジウム
  • [学会発表] 単結晶圧電素子を用いた形状可変ミラーの開発2022

    • 著者名/発表者名
      上松航太、中林荘太、井上陽登、松山智至
    • 学会等名
      2022精密工学会春季大会学術講演会
  • [学会発表] 機械学習を用いたX線顕微鏡像からの波面推定2022

    • 著者名/発表者名
      青戸仁志,田中優人,松山智至
    • 学会等名
      2022精密工学会春季大会学術講演会
  • [学会発表] 単結晶圧電素子を用いたX線用形状可変ミラーの開発2022

    • 著者名/発表者名
      中林荘太,上松航太,松山智至
    • 学会等名
      2022精密工学会春季大会学術講演会
  • [学会発表] Development of sub-5 nm focusing system based on precise deformable mirrors2021

    • 著者名/発表者名
      T. Inoue, S. Matsuyama, Y. Tanaka, K. Futamura, Y. Ichii, J. Yamada, Y. Sano, Y. Kohmura, M. Yabashi, T. Ishikawa, and K. Yamauchi
    • 学会等名
      6th International Conference on X-ray Optics and Applications 2021 (XOPT2021)
    • 国際学会
  • [学会発表] Image-based wavefront measurement for full-field X-ray microscopy2021

    • 著者名/発表者名
      Y. Tanaka, S. Matsuyama, T. Inoue, N. Nakamura, J. Yamada, Y. Kohmura, M. Yabashi, K. Omote, T. Ishikawa, K. Yamauchi
    • 学会等名
      SPIE Optics+Photonics2021
    • 国際学会
  • [学会発表] ミラー光学系を用いた結像型X線顕微鏡の開発2021

    • 著者名/発表者名
      松山智至
    • 学会等名
      Optics & Photonics Japan 2021
    • 招待講演
  • [学会発表] ミラーベースのX線結像光学システム2021

    • 著者名/発表者名
      松山智至
    • 学会等名
      SAGA-LSセミナー
    • 招待講演
  • [図書] 先端の分析法 第2版2022

    • 著者名/発表者名
      澤田 嗣郎、小澤 岳昌、北森 武彦、中村 洋(東京理科大学名誉教授)、藤浪 眞紀、宮村 一夫、石丸 洋一郎、浦野 泰照、加地 範匡、坂 真智子、鈴木 茂、瀬藤 光利、宗林 由樹、馬場 嘉信、船津 公人、本田 暁紀、末永 智一、宮野 博、本山 晃、他
    • 総ページ数
      1072
    • 出版者
      エヌ・ティー・エス
    • ISBN
      4860437373
  • [備考] 名古屋大学松山研究室

    • URL

      https://x-ray.mp.pse.nagoya-u.ac.jp/

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公開日: 2022-12-28  

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