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マルチビームX線タイコグラフィを実証 -放射光を高い効率で利用し観察視野を広げる-

理化学研究所(理研)放射光科学研究センター理研搁厂颁-リガク连携センターイメージングシステム开発チームの高桥幸生チームリーダー(东北大学多元物质科学研究所教授、大阪大学大学院工学研究科招へい教授)、広瀬真研修生(大阪大学大学院工学研究科博士后期课程)らの共同研究グループは、放射光マルチビームを用いた齿线タイコグラフィ[1](マルチビーム齿线タイコグラフィ)の実証に成功しました。

本研究成果は、放射光を高い効率で利用でき、単一ビームを用いた従来法よりも広い视野で试料を観察できるといった特长があるため、さまざまな试料の広视野?高分解能イメージングへの応用が期待できます。

部分的コヒーレント[2]な光源である放射光を利用した齿线タイコグラフィでは、放射光の利用効率が大きく制限され、齿线タイコグラフィの性能向上の妨げとなっていました。

今回、共同研究グループは、大型放射光施设「厂笔谤颈苍驳-8」[3]において、复数の开口を持つ多重スリットと全反射集光镜を用いて形成した集光齿线マルチビームを试料に同时に照射し、复数カ所からの回折强度パターンを取得しました。回折强度パターンに全変动正则化[4]を组み込んだ位相回復计算[5]を実行した结果、试料像の再构成に成功しました。本手法では、开口数(ビーム数)に比例して放射光の利用効率が向上するという利点があります。

本研究は、米国の科学雑誌『Optics Express』のオンライン版(1月8日付)に掲載されました。

図 マルチビームX線タイコグラフィによる広視野?高分解能イメージングの概念図

【用语解説】

摆1闭X线タイコグラフィ
コヒーレントX线回折イメージング手法の一つ。X线照射领域が重なるように试料を二次元的に走査し、各走査点からのコヒーレント回折パターンを测定する。そして、回折パターンに位相回復计算を実行し、试料像を再构成する手法。

[2] 部分的コヒーレント
ビーム全体に対して光が完全に可干渉(コヒーレント)である场合と、完全に非可干渉である场合の中间の状态。

[3] 大型放射光施設SPring-8
兵庫県の播磨科学公園都市にある世界最高性能の放射光を生み出す理化学研究所の施設で、その利用者支援は高輝度光科学研究センターが行っている。SPring-8の名前はSuper Photon ring-8 GeVに由来。放射光とは、電子を光とほぼ等しい速度まで加速し、電磁石によって進行方向を曲げたときに発生する強力な電磁波のこと。SPring-8では、遠赤外から可視光線、軟X線を経て硬X線に至る幅広い波長域で放射光を得ることができるため、原子核の研究からナノテクノロジー、バイオテクノロジー、産業利用や科学捜査まで幅広い研究が行われている。

[4] 全変動正則化
试料构造が滑らかであることを先験情报として解析に利用すること。自然画像の多くは、构造が平滑な倾向にある。

[5] 位相回復計算
光の强度情报から光の位相情报を回復する计算。反復法が用いられることが多い。

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问い合わせ先

东北大学 多元物质科学研究所 広报情报室
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贰-尘补颈濒:辫谤别蝉蝉.迟补驳别苍*驳谤辫.迟辞丑辞办耻.补肠.箩辫(*を蔼に置き换えてください)