X線ハーモニックセパレーターを開発理化学研究所（理研），高輝度光科学研究センター 研究グループ
大型放射光施設「SPring-8」など従来のX線光源は，放射されるX線の波長が多岐にわたるため，分光器を通して，特定の波長のX線のみを抽出している。しかし，2結晶分光器を通すとX線のバンド幅は元の0 .01％程度に小さくなるため，X線の強度が落ちる。一方で，近年，世界各所で建設・運用が進められているXFELや次世代放射光といった最先端X線光源では，ある特定の波長とその近傍の波長のX線が強く放射される。このとき，各波長のバンド幅は1％である。分光器を通さずに，1％というバンド幅を維持したまま特定波長のX線を抽出できれば，より高強度のX線の利用が可能になる。
今回，同グループは，全反射ミラーとX線プリズムを組み合わせたハーモニックセパレーターという光学技術を考案した。この方法では，まず，X線を全反射ミラーに入射して，抽出波長よりも短波長のX線を取り除く。さらに，プリズムを通した後にスリットを使って，抽出波長よりも長波長のX線も除去することで，分光器を通すことなく特定波長のX線を抽出することに成功した。この光学技術を使って，SACLAから放射された光子エネルギーが10 keV（波長約0.124 nm）のX線レーザーから，2次高調波の20 keV（約0.062 nm）や3次高調波の30 keV（同約0.041 nm）のX線レーザーの抽出を試みた結果，分光器を使った従来のSACLAの高調波光 と比較して，約100倍の強度の高調波X線レーザービームを作り出すことに成功した。
今後，開発した光学技術をXFELや次世代放射光と組み合わせることで，従来よりも2桁以上明るいX線の利用が可能になり，X線計測の飛躍的なハイスループット化や高速化の実現が期待できる。
