2014 Fiscal Year Annual Research Report
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
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14J08051
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
武井 良憲 東京大学, 工学系研究科, 特別研究員(DC1) (00805145)
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| Project Period (FY) |
2014-04-25 – 2017-03-31
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| Keywords | ノズル型EEM / 真円度測定 / 形状修正加工 / 超精密加工 / 運動誤差 / 計測システム / Large Telescope / 大型光学素子 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
[成果１：真円度の形状修正加工の高精度化]
マンドレルは，ミラー作製の根幹であり，超精密加工プロセスが不可欠である．平成25年度までに，計測の再現性の精度にまでマンドレルを仕上げることが可能であることを示した．しかし，マンドレルを形状精度2nm(RMS)に仕上げるためには更なる計測の高精度化が求められる．そのために，平成26年度は，複数の非接触・高分解能レーザー変位計を用いて，回転ステージの運動誤差の評価と真円度の高精度計測を行った．そして，その計測データに基づいて円柱形状の石英ガラスの形状修正加工を行いシングルナノメートルの精度に仕上げた．この成果は論文にまとめて投稿する予定である．
[成果２：マンドレルの長手方向の高精度計測]
上記の成果の様に，マンドレルの周方向は要求精度で計測・加工が可能となった．一方で，マンドレルの長手方向は非球面であり，数ナノメートルの精度で計測することは一般に困難である．そこで，26年度は，複数の高分解能変位計と参照面を用いることでステージの運動誤差を測定データから除去し，マンドレルの長手方向も数nmの繰り返し再現性で計測可能とする手法を考案した．さらに，計測装置を設計・開発した．この計測装置の詳細な性能評価と改良を来年度（平成27年）の前期に行う．
[成果３：再現性１nmの大型光学素子計測システム]
西欧諸国の研究に対する価値観や考え方を学び，研究者としての視野を広げるために英国のCranfield大学に半年間の留学を行った．Cranfield大学のチームと共に研究に従事することで，異なる視点から超精密加工・計測を学ぶことができた．留学中に行った「1nm繰り返し再現性を有する大型光学素子の計測システム」の研究成果は論文にまとめて投稿する予定である．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
軟X線集光用回転楕円ミラー作製の根幹である，マンドレルの加工と計測の実現可能性の見通しを立てることを，平成26年度は目標としていた．マンドレルの計測が可能になれば，超精密加工法の一つであるノズル型EEMを用いることで，計測されたデータに基づいた形状修正加工を行うことが可能である．一方で，マンドレルの３次元形状計測は困難である．それに対して，周方向と長手方向それぞれをシングルナノメートルの精度で計測可能にした．このように，平成27年度に，高精度な回転楕円ミラーを作製する目処を立てることができた．これらの成果を活用して，27年度中に実際にミラーを作製して評価する予定である．
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| Strategy for Future Research Activity |
平成２７年度は，下記の研究計画で軟X線集光用ミラーの開発を行う予定である．
前期：マンドレルの１ラインを計測し，その結果に基づいて形状修正加工を行う．その後，電鋳法を用いてマンドレル形状を高精度に転写する．そして，位相回復法や改造した真円度測定機を用いて内面を計測する．最後に，そのミラーの一部を用いてX線を集光する．
後期：マンドレルの全面を３次元形状で計測・加工を行うシステムを立ち上げる．そのために，計測器の改造や形状修正加工のプログラムの変更や加工装置の改良を行う．そして，マンドレルの転写による要求精度を満たす軟X線集光ミラーを作製や，軟X線光源を用いたその評価実験を行う．
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| Remarks |
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