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BL43IR 概要

Inquiry number

INS-0000001415

ビームラインの概要

  BL43IRはSPring-8ではじめての赤外ビームラインであり、日本ではUVSOR BL6A&Bについで二番目、そして大型第三世代放射光施設（ESRF, APS, SPring-8）で最初に建設されました。比較的小型の放射光施設での赤外ビームラインは、例えばNSLS, ALS, BESSY, ANKA, MAX-lab, SRS, SOLEIL, UVSORなど世界中にあります。BL43IRは、39.3 mの大きな軌道半径を持つ偏向磁石から放射される高輝度光を特徴とします。この高輝度性は顕微分光に有利です。BL43IRの赤外顕微鏡の一つは、上下シュヴァルツシルド鏡間に大きな作業空間（100 mm）があり、低温高圧、高温高圧ダイヤモンドアンビルセル、低温クライオスタットなどを容易に増設できます。もう一つの赤外顕微鏡は、14テスラの超伝導マグネットと組み合わせて、低温高圧高磁場の多重極限環境での顕微分光が可能です。BL43IRユーザーのバックグラウンドは、物理学、物質科学、化学、高分子化学、生物学、医学、考古学、地球科学、など多方面にわたります。 これからこのビームラインを利用しようと考えている潜在的ユーザーは以下を参考にしてください。

BL43IRの高輝度赤外放射光

  BL43IRのフラックス（光強度）は従来の赤外光源＝熱輻射光源であるグローバーランプなどと同程度、また他の赤外ビームラインに比べるとむしろ低いといえます。これはSPring-8の蓄積電流が100 mAと低いこと、赤外光取り出しミラーの取り出し角が H:36.5 mrad, V:12.5 mradと狭いことによります。しかし輝度（単位発光面積、放出角度あたりの光強度）は熱輻射光源や、他の赤外ビームラインと比べて高くなります。これは軌道半径の大きい偏向磁石から指向性の高い、高輝度の光が放射されるためです。熱輻射光源のサイズは比較的大きく、光は四方八方に放射されるため、小さい試料に対してはアパーチャーなどを通して光の照射面積を制限しなければなりません。そのため光強度が大幅に低下し、スペクトルのS/N比が劣化します。これに対してBL43IRの赤外放射光は、アパーチャーなどを用いることなく、赤外光の回折限界に近い領域を照射することができるので、例えば10マイクロメーター程度の小さな試料のスペクトルにおいて、相対的に高いS/N比を保持します。BL43IRの高輝度赤外放射光はこのように顕微分光に適しています。

SPring-8の安定性

  熱輻射光源は非常にノイズの少ない「静かな」光ですが、比較して放射光はノイズの多い光です。それは巨大な施設に多数存在する真空ポンプや配管を流れる冷却水などによる低周波数帯域の振動ノイズ、蓄積リングを周回する電子の高周波数帯域での空間、強度揺れが重畳するためです。蓄積電流が高い放射光施設の場合には、光強度が高く、ノイズを問題にしなくてもいいような状況が得られますが、SPring-8の赤外放射光強度は低く、そのような状況にありません。しかしSPring-8には最高レベルのビーム安定化技術があり、他の放射光施設と比較して、格段にノイズレベルが低くなっています。この高度のビーム安定性と前述の高輝度性を組み合わせることによって、BL43IR赤外顕微鏡の測定では、熱輻射光源や他の赤外ビームラインを上回る性能が得られます。またSPring-8ではトップアップ運転を行っており、放射光では従来当たり前だった漸次的光強度減少がなく、実質的に一定強度での測定が可能です。

研究分野

  • 赤外顕微分光
  • 磁気光学分光

キーワード

  • 分野
    物理学、化学、生物学、考古学、地球科学、高分子科学、材料科学、医学、産業利用研究
  • 装置
    赤外顕微鏡、磁気光学顕微鏡

光源と光学系

  • フロントエンド
  • 輝度
  • 赤外干渉分光計　Bruker IFS120HRX
  1. 波数域 : 100 ∼ 20000 cm-1
  2. ビームスプリッタ : Vis/Quartz, NIR/Quartz, Ge/KBr, Mylar 3.5 and 6 µm
  3. 内部光源 : Globar, W-halogen
  4. 内部検出器 : Si diode, Ge diode, MCT, FIR-DTGS
  5. 外部検出器 : Si diode, InSb, MCT, Si bolometer
  6. 実効波数分解能 : ∼ 0.1 cm-1
  • Infrared rays at Sample

     

    Energy Range 100 ~ 20000 cm-1
    Energy Resolution ΔE/E ~0.1 cm-1
    Beam Size 0.01mm2

実験ステーション

文献検索 

 

連絡先

（注）e-mailアドレスは＠マーク以下を省略していますので、アカウントの後に@spring8.or.jpを付けてください。

森脇 太郎
（財）高輝度光科学研究センター(JASRI)
〒679-5198　兵庫県佐用郡佐用町光都1丁目1-1
Phone : 0791-58-0832
FAX : 0791-58-0830
e-mail : moriwaki

池本 夕佳
（財）高輝度光科学研究センター(JASRI)
〒679-5198　兵庫県佐用郡佐用町光都1丁目1-1
Phone : 0791-58-0832
FAX : 0791-58-0830
e-mail : ikemoto

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