Volume 28, No.3 Pages 259 - 263

1. はじめに
　2023年4月18日～20日の日程で横浜市のパシフィコ横浜においてThe International Conference on X-ray Optics and Applications（XOPT2023）^[1][1] https://xopt.opicon.jp/が開催された。XOPTはThe Optics and Photonics International Congress（OPIC2023）^[2][2] https://opicon.jp/を構成する13の専門国際会議の1つで2016年から毎年開催されており、Conference chairは、理化学研究所放射光科学研究センターの石川哲也センター長と大阪大学の山内和人教授が務めている。第1回のXOPT2016については本誌に報告がある^[3][3] SPring-8/SACLA利用者情報21 (2016) 193-197.。なお、OPICは国内最大級の光科学の国際会議で、2012年から毎年横浜で開催されている。OPIC2023は4月18日から4日間で開催され、4月20日の時点で1,000名弱が参加していると事務局から聞いている。

2. 会議の概要
　表1にプログラム概要と各セッションの発表件数を示す。1日目は、6件の招待講演と2件の口頭発表があった。この日はOPICプレナリーセッションがあり、2件の招待講演が行われた。最後にXOPT Banquetが開催された。2日目は、1件の招待講演と3件の口頭発表、XOPTと他の2つの専門国際会議であるThe 12th Advanced Lasers and Photon Sources Conference（ALPS2023）とInternational Conference on High Energy Density Sciences 2023（HEDS2023）との合同セッション（合計3件の招待講演）が行われた。この日はポスターセッションが行われ、21件の発表があり、OPICと同時に開催され500社弱が出展した光学機器関連企業の展示会OPIE'23（OPTICS & PHOTONICS International Exhibition 2023）^[4][4] https://www.opie.jp/とともに展示ホール内で開催され、ポスターセッションと同時に企業展示を見学することができた。3件の企業発表（DECTRIS Ltd.、XRnanotech GmbH、PALM Scientific）があり、その後、OPICプレナリーセッション、OPICレセプションが催された。3日目は、XOPT単独のセッションとなり、2件の招待講演、17件の口頭発表、最後にClosing remarksが述べられ閉会した。

3. 主な講演の内容
　以下に主な講演内容を紹介する。
　Argonne National LaboratoryのX. Shi氏はAPSの波面計測の現状について報告を行った。計測系の手法は回折格子干渉計、スペックルトラッキング、符号化マスクを用いる手法が紹介された。波面センサーはズーム可能なものやコンパクトなものがあり各ビームラインに最適化されたものを使用するとのことであった。測定例として屈折レンズを測定した結果が紹介され、曲率、厚さ誤差、欠陥の有無などを記録したデータベースを作成し、数十から数百のレンズピースを用いるTransfocatorのレンズ選定に役立てている結果が報告された。
　Brookhaven National LaboratoryのM. Idir氏はNSLS-II施設のX線反射型光学素子表面の計測機器について紹介を行った。計測機器は次のものがあり、Long Tracing Profiler（LTP）、Nanometer Optical component measuring Machine（NOM）、Nano-accuracy Surface Profiler（NSP）、Fizeau interferometer、White light interferometer、Stitching Shack Hartmann Optical Head（SSHOH）などである。これら計測機器の繰り返し測定精度、絶対精度、装置間誤差などが報告された。ツイスト成分が測定できる2次元の形状計測が重要で2次元画像を繋ぎ合わせるスティッチングを行う解析ソフトの開発が紹介された。さらに、最近の試みとして、波面計測で形状を計測しイオンビーム加工で必要な部分を削るwavefront guided LASIK、KB集光ミラーのリアルタイムフィードバックアライメントが紹介された。
　ElettraのM. Zangrando氏は自由電子レーザー施設FERMIの光ビーム輸送系と診断系の現状についての報告を行った。FERMIはシード型FELで現在2本のビームラインを持ち、FEL1では1段階のHigh Gain Harmonic Generation（HGHG）方式で波長20～100 nmを発生させる。FEL2は2段階のHGHG方式で波長4～20 nmを発生させる。パルスエネルギーは10～250 µJ、パルス幅は20～100 fsである。アップグレード計画では2027～2028年に波長2 nmまで短波長化し、パルス幅は<10 fsを発生させるとのことである。ビームライン輸送系のミラーコーティングの変更、フィードバックシステムを備えた分岐遅延光学系の現状などの報告があった。機械曲げによる形状可変KB集光ミラーの評価で波面センサーによる評価と、PMMA（ポリメタクリル酸メチル樹脂）に付けた集光ビームの照射痕の評価とを比較した結果が報告された。
　Brazilian SynchrotronのB. C. Meyer氏は高エネルギーズームトモグラフィビームラインMOGNOの光学機械設計と立上調整について報告を行った。KB集光ミラーで2次光源を形成し、それからのコーンビームを利用する。2次光源から検出器までの距離は85 mで、試料の配置と2次光源のサイズで視野と空間分解能が決まり、設計では視野150 µm～85 mm、空間分解能120 nm～55 µmである。3つのエネルギーに特化し21.5 keV、39 keV、67 keVから選択し、エネルギー分解能はΔE/E = 10^-2と高スループットである。KB集光ミラーはW/B₄C多層膜を3つのストライプでコーティングしている。集光ミラーメカの振動を有限要素法でシミュレーションし解析を行っており、ミラーホルダをボルトで3点止めした時と接着材で3点止めした時の比較等を行っていた。
　SLACのT. Sato氏はSPring-8 BL19LXUでTime-resolved Rocking Curve Imaging（TRCI）を行った結果について報告した。バンチフィリングとチタンサファイヤレーザー、X線チョッパーを同期させ、シリコンやダイヤモンドにレーザーを照射した直後の歪みが波紋のように伝搬していく様子が観察された。
　Aichi Synchrotron Radiation CenterのH. Kunieda氏は蛍光イメージングのための多層膜光学系の設計について報告を行った。試料からの蛍光X線を多層膜ウォルターミラーで2次元検出器に結像させる。Pt/C多層膜で斜入射角は1.2 deg、Co-K線（6.9 keV）用で多層膜周期4.5 nmとした。反射率50％で空間分解能1 µmのイメージング結果が報告された。
　Helmholtz-Zentrum BerlinのA. F. Herrero氏はブレーズ型回折格子の新しい作製法について報告を行った。電子ビームリソグラフィ法でブレーズ型格子の斜辺に当たる部分をGray tone露光でシリコン基板に形成する。さらにシリコンの熱酸化と除去を行うことで滑らかな面が得られるとのこと。12.5～1850 eVで反射率測定を行い高い反射率が得られていた。
　X線望遠鏡の開発として2件の発表があった。1つは、Tokyo Denki UniversityのK. Tsuchiya氏から炭素繊維強化プラスチック基板とニッケルリン薄膜を組み合わせたミラーの開発状況の報告があった。作製法を改良し、ミラーの反りが55 mm角でPV 100 µm以内に抑えることができたとのこと。もう1つの発表は、Nagoya UniversityのR. Fujii氏からφ 60 mm、長さ220 mm、厚さ2 mmのNi製望遠鏡用ミラーを電鋳法で作製し、評価した結果について報告があった。SPring-8 BL29XUで評価を行い、φ 70 mmのビームを用いて10～15 keVのX線で3秒角の半値全幅、17秒角のHalf power diameterが得られた。
　Osaka UniversityのK. Yamauchi氏は合同セッションの招待講演でSACLAのsub-10 nm集光ミラーの開発について発表を行った。SPring-8 BL29XUを利用してsub-10 nm集光を達成したKB集光ミラーの開発からSACLAにおけるAdvanced KB集光ミラーを利用したsub-10 nm達成までの開発の進展が発表された。
　3件の企業発表があり、1件目はDECTRIS Ltd社のC. Schulze-Briese氏からEIGER2 CdTe検出器の紹介があった。高エネルギー対応で100 keVまで高い量子効率で検出可能、8 bitであれば数kHzのフレームレートで観察可能であるとのこと。2件目はXRnanotech GmbH社のF. Döring氏から回折型、屈折型の光学素子作製の紹介があった。Paul Scherrer Institute（PSI）からスピンオフした会社で、オフセットゾーンプレート、スパイラルゾーンプレート、透過型回折格子、反射型回折格子の作製の紹介があり、2光子重合による3Dプリンターを利用した、レンズアレイ、キノフォーム型屈折レンズ、波面補正プレートの作製の紹介があった。さらに、ゾーンプレートと屈折レンズを組み合わせた色収差補正レンズの紹介があった。また、レーザーまたは電子ビームのグレースケール露光技術によるブレーズ型回折格子の作製が可能であるとのこと。3件目はPALM Scientific社のS. Antipov氏からダイヤモンドレンズの紹介があった。レーザーアブレーションで回転放物面形状に加工し、さらに研磨で形状誤差25 nmに仕上げているとのこと。レンズの開口と最小曲率半径で幾つか種類が選択できるとのこと。
　PSIのT. Mamyrbayev氏はXFEL応用のための回折光学素子について報告を行った。回折光学素子によりビームを2つ以上に振幅分割し、一方のビームは試料を通過し、他方のビームは規格化のために利用する。European XFELにおいてシリコン製のBeam-splitting off-axisゾーンプレートを用いて3つの集光ビームを形成し、試料の有無とレーザー照射部を通ったX線を同時に記録することで吸収スペクトルのポンププローブ計測を行う。また、SwissFELのポンププローブ計測において、KB集光ミラーと集光点との間にダイヤモンド製回折格子を配置し、エネルギーバンド幅3％の集光ビームを2つに分割し、試料の有無でショット毎のスペクトルの規格化を可能としている。
　Osaka UniversityのJ. Yamada氏はSACLAにおいて集光ビームサイズ7 nm、集光強度10²² W/cm² を達成した開発の詳細を発表した。まず、既存の100 nm集光ミラーシステムでSACLA BL3での光源サイズを見積もり、それを元にAdvanced KB集光ミラーを設計した。超高精度なミラー作製において、格子干渉計で2次元波面を計測し、差分成膜でミラー形状にフィードバックした。ミラーの姿勢制御はスティックスリップ型のピエゾアクチュエーターを採用することで安定性が22時間以上に向上したとのこと。集光ビームの焦点深度が2 µmであるので、試料の光軸方向の位置合わせは白色干渉計を用いて行うとのこと。
　ElettraのM. Manfredda氏は波面計測手法の1つであるHartmannセンサーを用いてFERMIの光輸送光学系の評価と光源位置の変化を調査した。光学系の評価として機械曲げによる形状可変KB集光ミラーの評価を行った。光源位置変化の調査として、加速器のパラメータ違いによる光軸方向の光源位置変化を調査した。アンジュレータ台数によるゲインカーブと光源位置変化との関係や、位相シフター、分散セクションの電流、シード遅延などの細かなパラメータ変化による光源位置の変化を調査していた。
　University of LisbonのP. Estrela氏はテーブルトップ型の高次高調波EUV光源とスパイラルゾーンプレートを用いて光渦を形成した結果を報告した。波長800 nmの19～27次の高調波で波長42～29 nmのEUV光を発生させ、スパイラルゾーンプレートで集光する。集光点はドーナツ状の強度分布をしている。波長に対して焦点位置が変わり、全波長を使用して10 mm程度の焦点深度を持つビームを形成した。
　Göttingen UniversityのJ. Frohn氏はPETRA III P10ビームラインにおいてKB集光ミラーとX線導波路を用いて超解像インラインホログラフィを行った結果を報告した。ホログラムの明視野とその外側の回折光も再構成に利用し超解像を行うものであった。50 nm line & spaceを観察し半値半幅で11.2 nm分解能が得られた。
　RIKENのG. Yamaguchi氏は高開口数（NA = 0.01）硬X線インラインホログラフィの開発について報告を行った。シミュレーションによりインラインホログラフィで10 nm分解能を得るためには10¹¹ phのフォトン数が必要であると検討した。SACLA Sub-10 nm集光システムはNAが0.01でありフォトン数10^11-12 phでこの見積を満たしている。また、次世代のSPring-8-IIになれば10¹³ phとなる見込みとのこと。SACLAで9.1 keVのX線を使用し、中空ポリスチレン微粒子のインラインホログラフィをテストした。ショット毎にビーム強度分布が異なるXFEL光ではフラットフィールド補正が困難ではあるが、再構成した試料像が得られた。
　The University of TokyoのK. Sakurai氏はSPring-8 BL07LSUのタイコグラフィイメージングシステムCARROTを用いて哺乳類細胞のXAFSイメージングを行った。酸素と窒素の吸収端付近でエネルギースキャンを行い、タイコグラフィで得られた画像で画素ごとに吸収スペクトルが得られた。細胞内構造に対応する吸収スペクトルの分類を機械学習で行った結果が示された。
　Korea Advanced Institute of Science and TechnologyのK. Lee氏は空間領域Kramers-Kronigの関係式を用いた位相ナノトモグラフィを開発した結果を報告した。ゾーンプレートを使用した結像型顕微鏡の試料場のフーリエ空間（後ろ側焦平面）の半分にカットオフフィルター（シリコン板）を挿入する。対称にフィルターをかけた2枚の画像から空間領域Kramers-Kronigの関係式より、強度分布から試料の位相分布が求まるとのこと。ホロトモグラフィやタイコグラフィのように試料をスキャンしなくてもよいことがこの手法の利点であるとのことであった。
　MAX IVのD. Carbone氏は結晶試料のBragg反射した回折パターンから試料像再構成を行うBraggタイコグラフィの開発について報告を行った。この手法の開発の歴史からMAX IVにおける開発まで紹介を行い、試料の歪み、磁性、スピンなどの物理量が3次元で観測可能であるとのこと。
　DESYのM. Lyubomirskiy氏はマルチプローブを用いたタイコグラフィの開発について報告を行った。タイコグラフィは相互に非干渉なモードであれば重なり合った回折パターンからでも再構成できるとのこと。複数のビームを同時に試料の異なる場所に照明し、少ないスキャン範囲で広い領域を観察する。3Dプリンターで屈折レンズアレイを作製し複数（2～6）の集光ビームを形成した。さらに幾つかのビームに位相板を挿入し光渦を形成することで相互に非干渉なビームとした。テストチャートやIC回路基板を観察し、分解能100 nm程度で広い視野85 µmが得られた。
　ESRFのJ. Reyes-Herrera氏はビームラインシミュレーションコードOASYSに拡張機能を追加し、ESRFビームラインの挿入光源のパワーマネージメント、光輸送、コヒーレンス伝搬のシミュレーションモデルを開発し、熱負荷が厳しくなったESRF-EBSのビームラインに適用した結果を報告した。
　PSIのN. Samadi氏は屈折アキシコンレンズの開発について報告を行った。アップグレードを予定しているSLSではビームのサイズ、発散角が小さくなるため、TOMCATビームラインの透過型X線顕微鏡装置で使用されているコンデンサーゾーンプレート全体を照明することができない。そこでアキシコンレンズを使用してビームをドーナツ状に広げ、全体を照明できるようにしたいとのこと。3Dプリンターでレンズを作製しており、形状は円錐状と鋸歯状が幾つかあり、それぞれの強度分布などを調べた。
　ESRFのR. Celestre氏は傾斜X線レンズによる焦点距離の調整について報告を行った。複合屈折レンズの最終段に1次元屈折レンズを挿入しこれを傾けることで水平、垂直の焦点位置を微調整することができるとのこと。
　University of TwenteのI. Makhotkin氏はMESA+ NanoLabで開発しているシリコン、SiC、ポリマーのナノ集光レンズについて紹介を行った。深掘りエッチング技術の改良によりエッチング時の側壁の粗さが低減したとのこと。シリコン製ナノ集光レンズでは集光サイズ170 nm × 190 nmが得られている。SiC製ナノ集光レンズでは、形状はシリコン製ほど滑らかではないが、集光サイズ186 nm × 275 nmが得られている。3Dプリンターで製作したポリマーレンズの紹介があったが、X線照射で変形するとのこと。
　DESYのK. V. Falch氏は焦点距離可変の複合屈折レンズの開発について報告を行った。1次元の放物面レンズの頂点の曲率を光軸と直交する方向に沿って変え、レンズをこの方向に沿って挿入退避することで焦点距離を変えるものである。レンズは2光子重合による3Dプリンターで製作した。PETRA III P06で実験を行い、8.0～8.2 keVで焦点距離が一定になるように補正できることを確認した。
　PSIのP. Qi氏は色収差補正したレンズの開発について報告を行った。発散型レンズとして屈折レンズ、集光型レンズとしてゾーンプレートを用い、これらを組み合わせることで色収差が補正できるとのこと。彼らはこれまで6.2 keVを中心に1.5 keVのバンド幅が色収差補正されたアクロマート光学系を開発した。今回、屈折レンズとゾーンプレート間の距離を最適化することで、アクロマートの4倍広いエネルギー範囲で焦点距離がほぼ一定になるアポクロマートとしたとのこと。走査型顕微鏡で集光サイズは940 nm × 740 nm FWHMであり、テストチャートを観察しエネルギー範囲7.5～12.5 keVでボケの少ない鮮明な画像が得られていた。ゾーンプレートを形成した基板の上に屈折レンズを塔のように（ロケットの発射台のように）形成し、一体で使用することで安定性を高めているとのこと。

4. おわりに
　会議の様子として図1に会場写真、図2に集合写真を載せた。今回の会議は新型コロナウィルス関連の行動制限がほとんど緩和された時期に開催され、XOPTは完全対面形式で行われた。XOPTの参加者は95名であり、そのうち海外からの参加者は47名であった。過去に開催された会議と比べても海外参加者の割合が多いものとなった。Banquetも開催され個別の深い議論が交わされ大いに盛り上がるものとなった。会議の最終日はXOPT単独のセッションだったこともあり発表や議論の密度が高い一日となった。

図1　会場の様子

図2　集合写真

　次回は2024年4月22日～26日に開催が決まっているOPICの期間中の3日間で開催される予定である。XOPTの対象とする分野は光源から手法、検出器の開発・応用までX線技術と開発に関わる広い分野に及んでいる。また、国内最大級の光学機器関連企業の展示会OPIE^[4][4] https://www.opie.jp/も同時開催されており、会場のパシフィコ横浜はアクセスしやすい場所にある。最新の情報を発信・収集できるこの会議に読者の皆様も参加を考えてみてはいかがだろうか。
　Conference chairの一人を務められ、合同セッションの招待講演で発表された山内教授は、この会議後の4月28日に紫綬褒章授章が発表された。この場を借りてお祝いさせて頂きたい。

参考文献
[1] https://xopt.opicon.jp/
[2] https://opicon.jp/
[3] SPring-8/SACLA利用者情報21 (2016) 193-197.
[4] https://www.opie.jp/

小山　貴久　KOYAMA Takahisa
（公財）高輝度光科学研究センター　ビームライン技術推進室
〒679-5198　兵庫県佐用郡佐用町光都1-1-1
TEL : 0791-58-0831
e-mail : koyama@spring8.or.jp