Advanced KBミラーを用いた蛍光X線顕微鏡の開発
これまでのX線顕微鏡は色収差があるため，様々な波長をもつカラーX線を結像することは難しかった．全反射ミラーで構成されるAdvanced KBミラーでは，広い波長範囲で色収差がないため，蛍光X線のように様々な波長をもつX線を同時に結像することが可能である．我々はAKBミラーが持つ色収差の無い結像特性とエネルギーフィルターとしての機能を同時に利用することで，励起X線を反射させず，目的の蛍光X線のみを反射させることが可能である．これを応用することでカラーX線顕微鏡を提案した．
励起光としてややエネルギーの高いX線（20keV）を用いると，全反射の臨界エネルギーを超えたX線は反射しない．4回反射であるAKBミラーではこれが4乗で強化される．この結果，反射率は10^-9まで低下させることができた（Moコートミラー）．一方，10keV以下のX線では反射率は60%程度であり，ほとんどロスなく反射させることができる．この結果，カメラ上では強い励起光や散乱光はほとんど観察されず，カメラの飽和を防ぐことができた．
カメラとして，フォトンカウンティング可能なCCDやCMOSを用いることで，X線フォトンの位置とそのエネルギーの両方を記録できる．１つのX線フォトンが半導体素子に入射すると，そのエネルギーに比例した電荷が発生する．電荷の大きさを実験後解析することでX線フォトンのエネルギーを知ることができる．本顕微鏡では，液体窒素冷却されたCCDを用いた．
上図は本顕微鏡でX線チャートを測定した結果である．500～1000nmの線幅まで解像できており，これはCCDのピクセルサイズと結像光学系の倍率によって制限されている．よい実験条件が整うと50nmまで分解能が向上できることがわかっている．
上図は微粒子試料を測定した結果である．亜鉛，銅，ニッケル，ゲルマニウム，ビスマスを同時に可視化した．また，比較のため明視野像（Bright field，同じ場所）と走査型電子顕微鏡（SEM，異なる場所）も載せている．様々な蛍光X線を同時検出することでカラーX線像を取得することに成功した．
以上のように，色収差の無いAKBミラーを用いることでカラーX線顕微鏡を開発することできた．本技術を様々な方面に応用することができれば，X線分光イメージングの分野がさらに発展すると期待している．
