X線自由電子レーザー用ビームスプリッターの開発

X射线自由电子激光器分束器的研制

• 批准号: 21656040
• 负责人: 三村 秀和
• 金额: $ 1.54万
• 依托单位: The University of Tokyo (2010)Osaka University (2009)
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Challenging Exploratory Research
• 财政年份: 2009
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2009 至 2010
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-21656040/
• 关键词: X線自由電子レーザー; ビームスプリッター; X線顕微鏡; X線自由電子レーザ; SOIウエハ

本研究の目的は、開発が進むX線自由電子レーザー(XFEL)施設において、ポンプ&プローブ実験に使用されるディレイラインに導入されるXFELビームスプリッターを作製することにある。現在、世界中で開発が進められているが、その作製が極めて困難であるため現在成功した例はない。XFELは極めて強度が強いために、素子が厚い場合、吸収により温度が上昇し素材が変形する。計算により厚さ1μm以下にする必要がありこれが困難性を高めている。機械加工による方法が試みられているが、X線のブラック反射に不可欠な結晶性を維持できない。そこで本研究では、プラズマCVMを用いることにより、加工変質層の除去するとともに、薄膜化を実施した。そして、SPring-8において作製したビームスプリッターの特性評価を行った。研究項目1である1.X線ビームスプリッターのオフライン評価では、プラズマCVMにより薄膜化されたSiのビームスプリッターの膜厚分布をレーザー干渉計により評価し、膜厚修正による均一化を可能にした。作製プロセスとしては、全体の加工変質層を除去した後、X線照射部の薄膜化を行う2段プロセスとした。研究項目2であるSPring-8におけるX線ビームスプリッター光学系の構築では、SPring-81km長尺ビームラインにおいて、ビームスプリッターの評価システムを構築し、反射像およびロッキングカーブの測定を行った。明らかな改善が見られ、プラズマCVMによる加工変質層除去による特性改善を確認した。

这项研究的目的是制造一个 XFEL 分束器，将其安装在目前正在开发的 X 射线自由电子激光器 (XFEL) 设施中用于泵浦和探测实验的延迟线中。目前世界各地都在进行开发，但由于生产极其困难，目前还没有成功的例子。 XFEL 非常坚固，因此如果元件较厚，温度会因吸收而升高，材料会变形。根据计算，厚度需要在1μm以下，这就增加了难度。人们已经尝试过机械加工方法，但它们未能保持黑色 X 射线反射所必需的结晶度。因此，在本研究中，我们使用等离子体CVM来去除工艺影响层并减薄薄膜。然后，我们评估了 SPring-8 制造的分束器的特性。在研究项目1“X射线分束器的离线评估”中，我们使用激光干涉仪评估了通过等离子体CVM减薄的Si分束器的膜厚分布，并通过修改使膜变得均匀成为可能。薄膜厚度。制造工艺分为两步，即去除整个工艺影响层，然后减薄 X 射线照射区域。对于研究项目2，在SPring-8上构建X射线分束器光学系统，我们构建了分束器评估系统，并测量了SPring-81km长光束线上的反射图像和摇摆曲线。可以看到明显的改善，证实通过使用等离子体 CVM 去除受损层可以改善特性。

项目成果

XFEL用オートコリレータに用いる窓型Siビームスプリッタの加工・評価

XFEL自相关器用窗型硅分束器的加工与评价

• 发表时间: 2011
• 作者: 大坂泰斗;他
• 通讯作者: 他