2015 Fiscal Year Annual Research Report
補償光学系を駆使した多段光学系によるX線自由電子レーザーのナノメートル集光
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23226004
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Research Institution | Osaka University |
Principal Investigator |
山内 和人 大阪大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (10174575)
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Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
松山 智至 大阪大学, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (10423196)
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Project Period (FY) |
2011-04-01 – 2016-03-31
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Keywords | X線自由電子レーザー / X線集光 / X線ミラー / X線波面計測 / X線干渉計 / 多層膜ミラー |
Outline of Annual Research Achievements |
次世代X線源「X線自由電子レーザー (XFEL: X-ray free electron laser)」の高度利用に不可欠なXFELのナノ集光技術の確立を目的に,これを実現し得る光学系として,ビーム拡大のための「開口数変換光学系」と,極限集光のための「大開口数集光光学系」からなる多段光学系の構築を目指している. 本年度は,①グレーチング干渉計の高度化,②大開口数多層膜集光ミラー開発,③X線自由電子レーザー集光実験とその応用を中心に行った. ①では,自己像から波面収差を抽出するための解析アルゴリズムを改良し,解析誤差の低減を図った.また,波面グレーチング干渉計の精度評価のために,SPring-8とSACLAにて同一ミラーを用いた比較実験を行った.結果として,λ/4以下の精度でミラー基板の形状誤差に相当する波面収差を計測することができた. ②③では,①で得られた知見を基に,追加成膜によるミラー基板の形状誤差を修正した.SPring-8にて評価したところ,波面収差がλ/4程度に改善したことがわかった.SACLAにて得られた波面収差の結果をもとにシミュレーションによって集光径を評価したところ,10nm以下の集光を達成したことがわかった.さらに,銅薄膜の可飽和吸収現象の観察を試みた.2um厚の銅薄膜にXFEL集光ビームを照射したところ,焦点位置にて可飽和吸収現象を観測することができた. 以上のように,XFELにて10nm集光ビームの形成とそれを用いた高密度光子場形成を達成することができた.
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Research Progress Status |
27年度が最終年度であるため、記入しない。
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Strategy for Future Research Activity |
27年度が最終年度であるため、記入しない。
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[Journal Article] Atomic inner-shell laser at 1.5-angstrom wavelength pumped by an X-ray free-electron laser2015
Author(s)
H. Yoneda, Y. Inubushi, K. Nagamine, Y. Michine, H. Ohashi, H. Yumoto, K. Yamauchi, H. Mimura, H. Kitamura, T. Katayama, T. Ishikawa and M. Yabashi
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Journal Title
Nature
Volume: 524
Pages: 446
DOI
Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
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[Journal Article] Development of precision Wolter mirrors for future solar x-ray observations2015
Author(s)
T. Sakao, S. Matsuyama, A. Kime, T. Goto, A. Nishihara, H. Nakamori, K. Yamauchi, Y. Kohmura, A. Miyake, H. Hashizume, T. Maezawa, Y. Suematsu and N. Narukage
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Journal Title
Proceedings of SPIE
Volume: 9603
Pages: 96030U
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] 3D visualization of XFEL beam focusing properties using LiF crystal X-ray detector2015
Author(s)
T. Pikuz, A. Faenov, T. Matsumoto, S. Matsuyama, K. Yamauchi, N. Ozaki, B. Albertazzi, Y. Inubushi, M. Yabashi, K. Tono, Y. Sato, H. Yumoto, H. Ohashi, S. Pikuz, A. N. Grum-Grzhimailo, M. Nishikino, T. Ishikawa and R. Kodama
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Journal Title
Scientific Reports
Volume: 5
Pages: 1656
DOI
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
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[Journal Article] A novel branched TAT 47-57 peptide for selective Ni 2+ introduction into the human fibrosarcoma cell nucleus2015
Author(s)
L. Szyrwiel, M. Shimura*, J. Shirataki, S. Matsuyama, A. Matsunaga, B. Setner, Szczukowski, Z. Szewczuk, K. Yamauchi, W. Malinka, L. Chavatte and R. Lobinski
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Journal Title
Metallomics
Volume: 7
Pages: 1155
DOI
Peer Reviewed / Int'l Joint Research
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[Presentation] Development of a two-stage adaptive Kirkpatrick-Baez mirror system for hard x-ray focusing using piezoelectric deformable mirrors2015
Author(s)
T. Goto, H. Nakamori, S. Matsuyama, T. Kimura, K. P. Khakurel, Y. Sano, Y. Kohmura, M. Yabashi, Y. Nishino, T. Ishikawa and K. Yamauchi
Organizer
The 13th Symposium on X-ray Imaging Optics
Place of Presentation
Nagoya, Japan
Year and Date
2015-11-17 – 2015-11-18
Int'l Joint Research
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[Presentation] Wavefront measurement of x-ray laser nanobeam using phase diffraction grating2015
Author(s)
A. Nishihara, S. Matsuyama, J. Kim, S. kawai, H. Yumoto, T. Koyama, K. Tono, Y. Inubushi, H. Ohashi, S. Goto, M. Yabashi, T. Ishikawa and K. Yamauchi
Organizer
The 13th Symposium on X-ray Imaging Optics
Place of Presentation
Nagoya, Japan
Year and Date
2015-11-17 – 2015-11-18
Int'l Joint Research
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[Presentation] Development of a two-stage adaptive X-ray focusing system using piezoelectric deformable mirrors2015
Author(s)
H. Nakamori, T. Goto, S. Matsuyama, T. Kimura, Y. Sano, H. Okada, S. Aono, S. Shiroma, A. Ueda, T. Tsumura, Y. Kohmura, K. Tamasaku, M. Yabashi, T. Ishikawa and K. Yamauchi
Organizer
International Workshop on X-Ray Optics and Metrology (IWXM2015)
Place of Presentation
Berkeley, CA, US
Year and Date
2015-07-13 – 2015-07-16
Int'l Joint Research
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[Presentation] X-ray mirror surface metrology using optical and at-wavelength techniques for hard XFEL single-nanometer focusing2015
Author(s)
J. Kim, A. Nagahira, A. Nishikawa, S. Matsuyama, H. Yumoto, Y. Senba, T. Koyama, Y. Sano, H. Ohashi, M. Yabashi, T. Ishikawa and K. Yamauchi
Organizer
The 12th International Conference on Synchrotron Radiation Instrumentation (SRI2015)
Place of Presentation
New York, US
Year and Date
2015-07-06 – 2015-07-08
Int'l Joint Research
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[Presentation] X-ray focusing optics at SACLA2015
Author(s)
K. Yamauchi
Organizer
HeKKSaGOn University Consortium The 4th Japanese-German University Presidents' Conference
Place of Presentation
Tohoku University, Sendai, Japan
Year and Date
2015-04-16 – 2015-04-18
Int'l Joint Research / Invited
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