理化学研究所（理研）、高輝度光科学研究センター（JASRI）は、X線自由電子レーザー（XFEL：X-ray Free-Electron Laser）施設^[1]SACLA^[2]の「SXFELビームライン」について7月15日に初のユーザーによる利用研究課題を実施しました。

SACLAは波長0.1ナノメートル（nm、1nmは10億分の１メートル）以下という世界最短波長の硬X線FEL^[3]を発振する施設として、これまでに数多くの成果をあげてきました。一方で、触媒機能の解明やEUVリソグラフィのための基盤研究など、軟X線が得意とする領域が存在することから、軟X線FEL^[3]にも大きな期待が寄せられていました。

そこで理研とJASRIは、SACLAのプロトタイプ機として利用された「SCSS試験加速器^[4]」も活用しながら、既存のBL1で軟X線FELを発振するための高度化を進めてきました。2015年10月には、波長30ナノメートル付近においてレーザー発振を確認し、その後の調整運転を経て、2016年4月にはBL1の正式名称を「SXFELビームライン」としています（SXとはSoft-X ray＝軟X線の略）。7月15日にはSXFELビームラインで最初の利用研究課題として、東京大学の松田巌准教授らの研究グループによる実験が実施されました。

SXFELビームラインは今後、さらなる調整により、2016年秋以降は最短波長が12nm以下まで到達する見込みです。

SACLAは、世界で唯一の軟X線FELと硬X線FELを同時に供給する施設として、さまざまな学術・産業の発展に今後も一層貢献していきます。

関連プレスリリース

• 2006年6月22日プレスリリース 「X線自由電子レーザー（XFEL）試験加速器からレーザー光の発振に成功」
• 2008年7月28日プレスリリース 「新しい科学技術を創る小型自由電子レーザー」
• 2011年6月7日プレスリリース 「夢の光をついに実現」
• 2012年6月25日プレスリリース 「日本発「コンパクトXFEL」SACLAの有用性、世界が認識」
• 2015年6月8日 トピックス 「SACLAが新しいビームラインの共用を開始」
• 2016年4月26日 トピックス 「SACLAで「SXFELビームライン」が稼働」

補足説明

• 1.

  X線自由電子レーザー（XFEL：X-ray free electron laser）

  近年の加速器技術の発展によって実現したX線領域のパルスレーザー。従来の半導体や気体を発振媒体とするレーザーとは異なり、真空中を高速で移動する電子ビームを媒体とするため、原理的な波長の制限はない。

• 2.

  SACLA

  理化学研究所と高輝度光科学研究センターが共同で建設した日本で初めてのXFEL施設。科学技術基本計画における5つの国家基幹技術の1つで、2006年度から5年間の計画で建設・整備された。2011年3月に施設が完成し、SPring-8 Angstrom Compact free electron LAserの頭文字を取ってSACLAと命名された。2011年6月に最初のX線レーザーを発振、2012年3月から共用を開始した。0.1ナノメートル以下という世界最短波長のX線レーザーを発振する能力を有する。 詳細はX線自由電子レーザー SACLAのホームページ

• 3.

  軟X線FEL、硬X線FEL

  軟X線FELとは波長が0.3～数10nm付近の軟X線領域の自由電子レーザー、硬X線FELとは波長が0.3nm以下と軟X線より短い硬X線領域の自由電子レーザー。レーザーを用いる実験では試料のサイズや特性に応じて最適な波長のレーザーを用いる。工業的に重要な触媒等、軟X線領域での観察に適した試料も多く存在する。

• 4.

  SCSS試験加速器

  SACLAのプロトタイプ機として、SPring-8サイトに建設された小型の自由電子レーザー装置。2006年に真空紫外光のレーザー発振に成功し、加速器･光源･利用の各方面について、様々な試験研究が実施された。2013年5月に運転を休止した。SCSSは、「SPring-8 Compact SASE Source」の略。SASEは自己増幅自発放射（Self Amplified Spontaneous Emission）を意味し、反射鏡を使わずに光を増幅してレーザー発振を得る方法を指す。

発表者

理化学研究所 放射光科学総合研究センター XFEL研究開発部門
部門長 田中 均 （たなか ひとし）

報道担当

理化学研究所 広報室 報道担当
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高輝度光科学研究センター 利用推進部 普及啓発課
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