放射光のあらゆる表情を一括撮影~アンジュレータからの放射パターンの全体像を世界ではじめてエネルギーごとに可視化~

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2025-04-30 高輝度光科学研究センター,理化学研究所

SPring-8の研究チームは、放射光の発生源であるアンジュレータから試料に至るまでの全光学系を一括して撮影・解析できる新たなイメージング手法を開発しました。従来はビームラインごとに個別の調整が必要でしたが、この手法により、放射光の状態をリアルタイムで可視化し、最適化が可能となります。これにより、実験の効率化やデータの精度向上が期待され、材料科学や生命科学など多岐にわたる分野での応用が見込まれます。

放射光のあらゆる表情を一括撮影~アンジュレータからの放射パターンの全体像を世界ではじめてエネルギーごとに可視化~
図1 広視野X線ビームモニターのセットアップ図。 図の左から放射光(SR beam)が入射し、FES(フロントエンドスリット)を通って、ダイヤモンド薄膜を通過する。散乱光はピンホールを通り、SDD(シリコンドリフト検出器)で検出される。

<関連情報>

ダイヤモンド薄膜とシリコンドリフト検出器を用いた放射光X線ビームの詳細プロファイルの可視化法
Method for visualizing detailed profiles of synchrotron X-ray beams using diamond-thin films and silicon drift detectors

Togo Kudo, Shinji Suzuki, Mutsumi Sano,Toshiro Itoga, Hiroyasu Masunaga,Shunji Goto and Sunao Takahashi
Journal of Synchrotron radiation  Published:22 April 2025
DOI:https://doi.org/10.1107/S1600577525002838

Contamination from nearby bending magnet radiation hinders precise and accurate determination of the true beam center of undulator radiation. To solve this problem, a semi-nondestructive method was developed to visualize the detailed profile of a synchrotron radiation beam by using a thin diamond film as a scatterer. As the beam passed through the diamond film, scattered X-rays were imaged using a pinhole camera and measured with a two-dimensional silicon drift detector (SDD) scan. With this configuration, the beam center was accurately determined by visualizing the radiation pattern distribution for each energy level of a pink X-ray beam within an aperture size of 1.5 mm × 1.5 mm, shaped by a front-end slit (FES) positioned upstream of the monochromator. Additionally, by scanning the FES in two dimensions with a reduced aperture of 0.4 mm × 0.4 mm, energy-resolved images were successfully obtained using the SDD at a fixed position. These images revealed the profile of undulator radiation over a broad area (with an aperture extending up to 4 mm) in a pre-slit positioned upstream of the FES, demonstrating good alignment with SPECTRA calculations. This method effectively eliminates contamination from nearby bending magnet radiation, a significant issue in previous approaches, enabling a direct and highly accurate determination of the true beam center.

2004放射線利用
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