| 研究課題/領域番号 |
17K14142
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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 |
亀島 敬 公益財団法人高輝度光科学研究センター, XFEL利用研究推進室, 研究員 (50558046)
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| 研究期間 (年度) |
2017-04-01 – 2019-03-31
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| キーワード | X線 / シンチレーター / イメージング / 分解能 / XFEL / 放射光 / CT / 検出器 |
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| 研究実績の概要 |
本研究では、レンズ結像型X線イメージング検出器の空間分解能を100 nm近くまで向上させることを目的とする。シンチレーターをレンズ形状に加工し対物レンズに組み込み、超高NAを持つ固浸対物レンズを開発する。これが実現すれば、放射光分野において共通計測技術であるX線検出器の基礎的な性能を既存限界から一桁向上させることが出来る。
平成29年度はシンチレーター材料であるLuAGを用いた対物レンズ製作に必要な課題の洗い出しと、これらの課題を解決するための検討を行った。検討の結果、(i)LuAG材料を用いた半球レンズの作成、(ii)光学性能の調整・検査、(iii)フォーカス調整機構、(iv)UVシンチレーター光を用いた場合のレンズ材料の少なさ、(v)LuAG材の屈折率分散データがない、の5つの課題があることが分かった。
(i)はその加工難易度が高い。ゆえに平成29年度は試験的に薄いLuAGにてその研磨精度を確認した。試験の結果、何度か試作を行えば半球レンズを実現できる見通しである。(ii)に関し、本件で開発する対物レンズは高NAで対物レンズ表層にフォーカスを合わせる構造となるため通常の対物レンズで用いる手法で性能の調整、および検査が出来ない。そこでUVによる投影像でテストパターンをシンチレーター上に投影し、その蛍光像を用いて検査することとした。これは平成30年度に行う予定である。(iii)は対物レンズと蛍光層配置が固定であるため、イメージセンサーに結像する第二対物レンズの焦点を変更する機構を設計した。(iv)の問題に関して、当初予定していたUV蛍光を発するPr:LuAGの代わりに520 nm中心のCe:LuAGに変更した。(v)LuAGをプリズム加工し、屈折率分散計測を行う。これは平成30年度に行う予定である。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
3: やや遅れている
理由
製造依頼をする過程で、5つの技術的課題が見つかった。平成29年度はこれを解決するための検討が必要となったため、試作スケジュールが遅れた。尚、これらの課題は調査・検討の結果、全て解決見込みである。
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| 今後の研究の推進方策 |
平成29年度に技術的課題を全て調査・解決見込みとなった。この過程でシンチレーター層材料を310nm蛍光のPr:LuAGから520nm蛍光のCe:LuAGを採用することとした。蛍光波長を可視領域にすることで対物レンズ設計および構築の難易度を緩和し、試作のリスクを下げた。
これにより対物レンズの設計・試作を当初より早期に実現できる。
これらを踏まえ、平成30年度は対物レンズ試作、およびその性能評価を行う。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
(理由)シンチレーター組み込み対物レンズ設計の検討中に解決すべき課題が複数見つかった。これにより対物レンズ試作が遅れ、平成30年度に試作を持ち越すことになった。
(使用計画)
平成29・30年度に計上していた物品費で対物レンズ試作およびLuAGシンチレーターのレンズ形状加工試験・LuAGシンチレーター屈折率波長分散計測を実施する。
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