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3次元ナノ精度形状修正加工システムの構築と次世代軟X線ミラーへの展開

Research Project

Project/Area Number 14J08051
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Research Field Production engineering/Processing studies
Research InstitutionThe University of Tokyo

Principal Investigator

武井 良憲  東京大学, 工学系研究科, 特別研究員(DC1) (00805145)

Project Period (FY) 2014-04-25 – 2017-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2016)
Budget Amount *help
¥3,200,000 (Direct Cost: ¥3,200,000)
Fiscal Year 2016: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000)
Fiscal Year 2015: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000)
Fiscal Year 2014: ¥1,200,000 (Direct Cost: ¥1,200,000)
Keywords超精密加工 / 計測 / 軟X線 / 回転楕円ミラー / EEM / マンドレル / 真円度測定器 / 形状修正加工 / 多点法 / 運動誤差 / ノズル型EEM / 軟X線集光ミラー / 回転楕円 / 真円度測定 / 計測システム / Large Telescope / 大型光学素子
Outline of Annual Research Achievements

放射光施設やX線自由電子レーザー施設では,単位面積当たりの強度が非常に高い軟X線が発振されている.そして,その集光素子としてミラーを利用することで,色収差がなく,高い効率で軟X線を集光可能である.そのミラーの中でも,回転体形状のミラーは,大開口であり,理論的に軟X線を10 nm以下に集光可能である.しかしながら,その作製は非常に困難であり,これまでに,回折限界集光可能な回転体ミラーは開発されていない.
[前半] SPring-8 BL25 SUのビームラインに合わせて回転楕円ミラーの光学系を設計した.ミラー形状は,内径5.6-9.7 mm, 長さ40 mmとした.本研究では,ミラーと逆形状を有するマスターマンドレルを高精度に作製し,その表面を転写する,という2段階の工程で作製した.集光実験の結果,高精度マンドレルに起因して、軟X線を従来では達成できなかった200 nmサイズに集光することに成功した.
[後半] これまでに,周方向の形状プロファイルの高精度計測システムと長手方向の形状プロファイルの高精度計測システムを確立した.しかしながら,周方向に異なる位置の長手方向の形状プロファイルを計測するためには置き直しが必要であり,計測開始位置に誤差が生じる.
そこで,今年度は,真円度測定機を改造し,前年度に開発した計測手法を導入することで,1台の装置上の一度のアライメントでマンドレルの周方向形状プロファイルと長手方向形状プロファイルの両方を計測可能とした.そして,3次元形状偏差分布を作成した.さらに,2年前に開発した加工装置を用いて,3次元的な形状修正加工を行うことで,本システムの有用性を示した.これらの結果,急峻な非球面形状を有するマンドレル表面を数値制御で確実に形状誤差RMS 2 nmの精度で作製可能とするシステムが確立した.

Research Progress Status

28年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

28年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(3 results)
  • 2016 Annual Research Report
  • 2015 Annual Research Report
  • 2014 Annual Research Report
  • Research Products

    (21 results)

All 2017 2016 2015 2014 Other

All Journal Article (2 results) (of which Peer Reviewed: 2 results,  Open Access: 2 results,  Acknowledgement Compliant: 2 results) Presentation (17 results) (of which Int'l Joint Research: 6 results) Remarks (2 results)

  • [Journal Article] System Development for Fabricating Mandrel of Soft X-ray Rotating-Body Mirror (1st Report)2017

    • Author(s)
      武井良憲,三村秀和
    • Journal Title

      Journal of the Japan Society for Precision Engineering

      Volume: 83 Issue: 3 Pages: 245-250

    • DOI

      10.2493/jjspe.83.245

    • NAID

      130005436044

    • ISSN
      0912-0289, 1882-675X
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] 軟X線回転体ミラーのマンドレル作製システムの開発(第2報)-複数の変位計を用いた自由曲線形状の計測装置開発-2017

    • Author(s)
      武井良憲,三村秀和
    • Journal Title

      精密工学会誌

      Volume: 印刷中

    • NAID

      130005689946

    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
  • [Presentation] 回転楕円ミラー用マンドレルの3次元高精度形状計測法の開発2017

    • Author(s)
      久米健大,武井良憲,三村秀和
    • Organizer
      精密工学会
    • Place of Presentation
      慶応義塾大学
    • Year and Date
      2017-03-13
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] 回転楕円ミラーによる高次高調波集光システムの開発2017

    • Author(s)
      本山央人,岩崎純史,佐藤堯洋,武井良憲,久米健大,江川悟,山内薫,三村秀和
    • Organizer
      精密工学会
    • Place of Presentation
      慶応義塾大学
    • Year and Date
      2017-03-13
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] X 線集光用回転楕円ミラーのマンドレル作製プロセスの開発2016

    • Author(s)
      武井良憲,松澤雄介,三村秀和
    • Organizer
      精密工学会
    • Place of Presentation
      茨城大学
    • Year and Date
      2016-09-06
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] evelopment of a surface profiler for mandrel of ellipsoidal soft x-ray focusing mirror2016

    • Author(s)
      Yoshinori Takei, Hidekazu Mimura
    • Organizer
      SPIE
    • Place of Presentation
      アメリカ、サンディエゴ
    • Year and Date
      2016-08-28
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Development of a surface profiler for mandrel of ellipsoidal soft x-ray focusing mirror2016

    • Author(s)
      Yoshinori Takei, Hidekazu Mimura
    • Organizer
      SPIE
    • Place of Presentation
      San diego,United States
    • Year and Date
      2016-08-28
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Development of figure correction system for master mandrel of ellipsoidal x-ray mirror2016

    • Author(s)
      Yoshinori Takei, Takahiro Higashi and Hidekazu Mimura
    • Organizer
      XOPT
    • Place of Presentation
      パシフィコ横浜
    • Year and Date
      2016-05-17
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Development of figure correction system for master mandrel of ellipsoidal x-ray mirror2016

    • Author(s)
      Yoshinori Takei, Takahiro Higashi and Hidekazu Mimura
    • Organizer
      XOPT
    • Place of Presentation
      Pacifico Yokohama, Yokohama, Kanagawa
    • Year and Date
      2016-05-17
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 高精度マンドレル作製と高精度形状転写による軟 X 線回転楕円ミラーの作製2016

    • Author(s)
      武井良憲,久米健大,竹尾陽子,三村秀和
    • Organizer
      放射光科学シンポジウム
    • Place of Presentation
      東京大学、文京区、東京都
    • Year and Date
      2016-01-09
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
  • [Presentation] Roundness correction processing with nanometer order accuracy2015

    • Author(s)
      Yoshinori Takei, Hidekazu Mimura
    • Organizer
      the 12th International Symposiumon Measurement Technology and Intelligent Instruments (ISMTII 2015)
    • Place of Presentation
      Taipei, Taiwan
    • Year and Date
      2015-09-22 – 2015-09-25
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] Roundness correction processing with nanometer order accuracy.2015

    • Author(s)
      Y. Takei and H. Mimura
    • Organizer
      12th ISMTII
    • Place of Presentation
      Taipei, Taiwan
    • Year and Date
      2015-09-22
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Development of ellipsoidal focusing mirror for soft x-ray and extreme ultraviolet light2015

    • Author(s)
      Hidekazu Mimura, Yoshinori Takei, Takahiro Saito, Takehiro Kume, Hiroto Motoyama, Satoru Egawa, Yoko Takeo, Takahiro Higashi
    • Organizer
      SPIE
    • Place of Presentation
      San diego,United States
    • Year and Date
      2015-09-07
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 回転楕円ミラー用マンドレルの形状計測装置の開発とその形状修正加工2015

    • Author(s)
      武井良憲,東隆裕,三村秀和
    • Organizer
      2015年度精密工学会秋季大会
    • Place of Presentation
      東北大学、宮城県、仙台市
    • Year and Date
      2015-09-04
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
  • [Presentation] 再現性1nmの大型光学素子計測システム2015

    • Author(s)
      武井良憲, Renaud Jourdain, Paul Morantz and Paul Shore
    • Organizer
      2015年精密工学会春季大会
    • Place of Presentation
      東洋大学,東京都
    • Year and Date
      2015-03-17 – 2015-03-19
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] 複数の1 nm分解能レーザプローブを用いたX線ミラー形状計測装置の開発(第2報) ‐計測精度の向上と評価‐2015

    • Author(s)
      東隆裕,武井良憲,齋藤貴宏,久米健大,三村秀和
    • Organizer
      2015年精密工学会春季大会
    • Place of Presentation
      東洋大学, 東京都
    • Year and Date
      2015-03-17 – 2015-03-19
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] Investigation of large optics measurement system with 1 nm repeatability2014

    • Author(s)
      Yoshinori Takei, Renaud Jourdain, Paul Morantz and Paul Shore
    • Organizer
      Structured & Freeform Surfaces Meeting
    • Place of Presentation
      Padova, Italy
    • Year and Date
      2014-11-19 – 2014-11-20
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] 複数の1 nm分解能レーザプローブを用いたX線ミラー用計測装置の開発2014

    • Author(s)
      東隆裕,武井良憲,三村秀和
    • Organizer
      2014年精密工学会秋季大会
    • Place of Presentation
      鳥取大学, 鳥取県
    • Year and Date
      2014-09-16 – 2014-09-18
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] Fabrication of Soft X-ray Ellipsoidal Focusing Mirror by Highly Accurate Electroforming Process2014

    • Author(s)
      T. Kume, Y. Takei, T. Saito, H. Motoyama, S. Egawa, H. Mimura
    • Organizer
      ICPE2014 (The 15th International Conference on Precision Engineering)
    • Place of Presentation
      Kanazawa, Japan
    • Year and Date
      2014-07-22 – 2014-07-25
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Remarks] Mimura Gr 研究成果・発表 (Since 2011)

    • URL

      http://www.edm.t.u-tokyo.ac.jp/7MimuraGr/Seika.html

    • Related Report
      2016 Annual Research Report 2015 Annual Research Report 2014 Annual Research Report
  • [Remarks] MIMURAGroup

    • URL

      http://www.edm.t.u-tokyo.ac.jp/7MimuraGr/MimuraGr.html

    • Related Report
      2014 Annual Research Report

URL: 

Published: 2015-01-22   Modified: 2024-03-26  

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