高分解能の軟X線ビデオ観察を実現する実用超高倍率顕微対物鏡の開発

2011 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 22760020
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 薄膜・表面界面物性
• 研究機関: 東北大学
• 研究代表者: 豊田 光紀 東北大学, 多元物質科学研究所, 助教 (40375168)
• 研究期間 (年度): 2010 – 2011
• キーワード: 軟X線 / 顕微鏡 / 対物鏡 / 非球面 / 多層膜 / 光学設計 / 収差論

研究概要

波長2-20nmの光を用いる軟X線顕微鏡では、100nm以下の分解能で生きたままの生体試料の元素分布像観察が期待される。本研究では、研究代表者が独自に見出した非球面光学系をさらに発展させ、温度変化等の外乱下でも安定して回折限界分解能(30nm)で観察できる低収差かつ高結像倍率(1000x)をもつ顕微対物鏡を開発した。本研究による新型非球面光学系は、レーザープラズマ光源およびCCDカメラと組み合わせることで、実験室環境で安定動作する、高空間分解能の軟X線ビデオ顕微鏡実現へのブレークスルーとなる。

研究成果

• [雑誌論文] Closed-Form Representations for Third-Order Aberrations of Two-Aspherical Mirror Aplanats with the Mirror Tilt and Decenter (2011)
  • 著者名/発表者名: M. Toyoda
  • 雑誌名: Opt. Rev 巻: 18 ページ: 441-447
  • 査読あり
• [雑誌論文] Aplanatic Three-Mirror Objective for High-Magnification Soft X-Ray Microscopy (2011)
  • 著者名/発表者名: M. Toyoda, T. Jinno, and M. Yanagihara
  • 雑誌名: AIP Conf. Proc 巻: 1365 ページ: 176-179
  • 査読あり
• [雑誌論文] High throughput and wide field of view EUV microscope for blur-free one-shot imaging of living organisms (2010)
  • 著者名/発表者名: T. Ejima, F. Ishida, H. Murata, M. Toyoda, T. Harada, T. Tsuru, T. Hatano, M. Yanagihara, M. Yamamoto, H. Mizutani
  • 雑誌名: Opt. Express 巻: 18 ページ: 7203-7209
  • 査読あり
• [雑誌論文] Theoretical investigation of the meaning of odd-order aspherical surface and numerical confirmation of effectiveness in rotational-symmetric but off-axis optics (2010)
  • 著者名/発表者名: Masato Shibuya, Kazuhisa Maehara, Yoshihito Ishikawa, Akira Takada, Kei Kobayashi, Mitsunori Toyoda, Masanori Tanikawa, Suezou Nakadate
  • 雑誌名: Opt. Eng 巻: 49(7) ページ: 073003
  • 査読あり
• [学会発表] 軟X線多層膜による高倍率対物鏡の開発と生体試料観察への展開 (2011)
  • 著者名/発表者名: 豊田光紀
  • 学会等名: 先端計測シンポジウム
  • 発表場所: 仙台
  • 年月日: 2011-03-03
• [学会発表] 軟X線多層膜光学系による顕微鏡開発の現状とコヒーレント軟X線集光への展開 (2010)
  • 著者名/発表者名: 豊田光紀
  • 学会等名: 第11回エクストリームフォトニクス研究
  • 発表場所: 和光市
  • 年月日: 20101012-13
• [学会発表] 軟X線用高倍率対物鏡の結像特性 (2010)
  • 著者名/発表者名: 豊田光紀, 倉光康太, 柳原美広
  • 学会等名: 応用物理学会学術講演会
  • 発表場所: 長崎市
  • 年月日: 20100914-17
• [学会発表] Development of Wide Field of View EUV Microscope Using Normal-Incident Multilayer Optics with LPP Light Source (2010)
  • 著者名/発表者名: F. Ishida, T. Ejima, M. Toyoda, T. Tsuru, T. Hatano, M. Yanagihara, H. Mizutani
  • 学会等名: The 10th international conference on x-ray microscopy
  • 発表場所: USA, Chicago
  • 年月日: 20100815-20
• [学会発表] Novel multilayer-mirror optics for a whole tissue imaging (2010)
  • 著者名/発表者名: M. Toyoda, T. Jinno, T. Harada, T. Hatano, M. Yanagihara
  • 学会等名: The 10th international conference on x-ray microscopy
  • 発表場所: Chicago
  • 年月日: 20100815-20
• [学会発表] Super-Hierarchical Microscope in EUV Region (2010)
  • 著者名/発表者名: T. Ejima, M. Toyoda, T. Tsuru, T. Hatano, M. Yanagihara
  • 学会等名: The 10th international conference on x-ray microscopy
  • 発表場所: USA, Chicago
  • 年月日: 20100815-20
• [学会発表] フレネル数の小さい軟X線用顕微光学系の結像特性 (2010)
  • 著者名/発表者名: 豊田光紀, 倉光康太, 柳原美廣
  • 学会等名: 第35回光学シンポジウム
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 20100708-09
• [備考]
  • URL: http://www.tagen.tohoku.ac.jp/modules/laboratory/index.php?laboid=43