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2011 Fiscal Year Annual Research Report

国際X線天文台用多層膜非球面反射鏡の開発研究

Research Project

Project/Area Number 22360063
Research InstitutionChubu University

Principal Investigator

難波 義治  中部大学, 工学部, 教授 (40029129)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 古澤 彰浩  名古屋大学, 教養教育院, 講師 (20362212)
Keywords国際X線天文台 / 多層膜 / 非球面 / 金型 / レプリカ反射鏡 / 硬X線 / 宇宙
Research Abstract

2014年に打上げ予定のASTRO-H衛星搭載用硬X線多層膜望遠鏡(HXT)の開発支援を行うと共に、その次の時代の日米欧共同の多層膜非球面硬X線反射鏡を開発することを研究目的にし、本年度は下記の研究を行なった。
ASTRO-H衛星搭載用硬X線多層膜望遠鏡に関しては、Pt/C硬X線多層膜スーパーミラーにより80keVまで撮像することが目的の一つであり、その光学系に合わせて最適設計した多層膜をガラス円筒金型に成膜するプロセスを確立した。また、多層膜の高い反射率を保ちながら量産する必要があり、ガラス円筒金型の選別法・多層膜成膜法の最適化・アルミニウム基板の成形法・ガラス金型からの多層膜の離型法の開発を主として名古屋大学が行い、試作反射鏡について軌道放射光施設SPring-8で硬X線結像性能を確認した。その結果、X線像の角度分解能が0.6分角から3分角以上と分布し、ガラス円筒金型の形状精度向上と成膜・離型工程の改善が必要であることが明らかとなった。名古屋大学で入手困難な直径の表面粗さ0.3nm rms以下のガラス円筒金型については中部大学で製作・提供した。
非球面金型の超精密研磨に関しては自動化が必須の課題であり、ZEEKO社の超精密非球面研磨装置IRP200を用いて、各種金型材料の平面研磨を行ない、形状精度30nmが得られ、表面粗さに関しては最高値で0.3nm rmsが得られるようになった。しかし、研磨の安定性の観点から表面粗さを安定的に0.3nm rms以下になるようにすることが肝要である。
本年度は、米国のNASA/GSFCおよび欧州のESA/ESTECを訪問し、次世代の多層膜非球面硬X線望遠鏡開発について協力することを確認し、先ず中部大学の非球面金型加工技術とNASA/GSFCのガラス基板成形技術を融合することにより、新しい硬X線望遠鏡用多層膜非球面反射鏡製作技術を開発することになった。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

日米欧との情報交流を行なうと共に、次世代の硬X線望遠鏡用多層膜非球面反射鏡の試作に向けて、合成石英製非球面金型の製作に着手し、NASAでの非球面反射鏡基板の製作の道筋を付けた。本課題のフィードバックとして、ASTRO-H搭載硬X線多層膜望遠鏡の製作を通じた問題点、改善点の洗い出し行っており、製作技術についてはある一定の歩留りで反射鏡を製作できるまでに向上が図られている。

Strategy for Future Research Activity

中部大学では非球面金型の高精度化を図り、名古屋大学では多層膜の性能向上とASTRO-H用多層膜反射鏡の歩留まり向上を図ると共に、日本のJAXA、アメリカのNASA、ヨーロッパのESAと連携して合成石英製非球面金型を用いた次世代硬X線望遠鏡用多層膜非球面反射鏡の試作を行なう。

  • Research Products

    (19 results)

All 2012 2011 Other

All Journal Article (7 results) (of which Peer Reviewed: 4 results) Presentation (11 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] Diamond Tool Wear in the Ultra-Precision Cutting of Large Electroless Nickel Coated Molding Dies2011

    • Author(s)
      Akira Shinozaki
    • Journal Title

      Int.J.of Automation Technology

      Volume: 5 Pages: 283-288

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Femtosecond laser induced micropatterning of graphene film2011

    • Author(s)
      Golap Kalita
    • Journal Title

      Materials Letters

      Volume: 65 Pages: 1569-1572

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Finishing of Optical Moulds to λ/20 by Automated Corrective Polishing2011

    • Author(s)
      Anthony Beaucamp
    • Journal Title

      Annals of the CIRP

      Volume: 60 Pages: 375-378

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] 次世代硬X線望遠鏡と精密2011

    • Author(s)
      難波義治
    • Journal Title

      精密工学会誌

      Volume: 77 Pages: 349-353

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Fluid jet and bonnet polishing of optical moulds for applications from visible to x-ray2011

    • Author(s)
      Anthony Beaucamp
    • Journal Title

      Proc.SPIE

      Volume: 8126 Pages: 81260U-1-81260U-8

  • [Journal Article] Angular resolution measurements at SPring-8 of a hard x-ray optic for the New Hard X-ray Mission2011

    • Author(s)
      Daniele Spiga
    • Journal Title

      Proc.SPIE

      Volume: 8147 Pages: 81470A-81470A-12

  • [Journal Article] The current status of reflector production and hard x-ray characterizati on for ASTRO-H/HXT2011

    • Author(s)
      Takuya Miyazawa
    • Journal Title

      Proc.SPIE

      Volume: 8147 Pages: 814703-814703-8

  • [Presentation] Astro-H搭載硬X線望遠鏡の反射鏡温度耐久試験2012

    • Author(s)
      前田良知
    • Organizer
      日本天文学会2012春季年会
    • Place of Presentation
      龍谷大学,京都市
    • Year and Date
      2012-03-19
  • [Presentation] ASTRO-H搭載硬X線望遠鏡(HXT)の開発の現状IV2012

    • Author(s)
      粟木久光
    • Organizer
      日本天文学会2012春季年会
    • Place of Presentation
      龍谷大学,京都市
    • Year and Date
      2012-03-19
  • [Presentation] 強誘電体単結晶の精密加工と微細構造観察2012

    • Author(s)
      高橋秀彰
    • Organizer
      2012年度精密工学会春季大会学術講演会
    • Place of Presentation
      首都大学東京,八王子市
    • Year and Date
      2012-03-14
  • [Presentation] Ultra-Precision Machining and Development of X-Ray Telescopes2011

    • Author(s)
      Yoshiharu Namba
    • Organizer
      8th China-Japan International Conference on Ultra-Precision Machining (8th CJUPM)
    • Place of Presentation
      Hanzhou, China(招待講演)
    • Year and Date
      2011-11-21
  • [Presentation] Precision Wear Inspection of Single-Crystal Diamond Tool Used in Electroless Nickel Turning2011

    • Author(s)
      Kwon Su Chon
    • Organizer
      Proc.ASPE 2011 Annual Meeting
    • Place of Presentation
      Denver, CO, U.S.A.
    • Year and Date
      2011-11-15
  • [Presentation] Ultra-Precision Machining of Relaxor-Based Ferroelectric Single Crystals2011

    • Author(s)
      Hideaki Takahashi
    • Organizer
      15th US-Japan Seminar on Dielectric and Piezoelectric Ceramics
    • Place of Presentation
      Kagoshima, Japan
    • Year and Date
      2011-11-08
  • [Presentation] X-ray imaging with W/C multilayer mirror2011

    • Author(s)
      Kwon Su Chon
    • Organizer
      第11回X線結像光学シンポジウム
    • Place of Presentation
      東北大学,仙台市(招待講演)
    • Year and Date
      2011-11-05
  • [Presentation] ASTRO-H搭載硬X線望遠鏡(HXT)の開発の現状III2011

    • Author(s)
      粟木久光
    • Organizer
      日本天文学会2011秋季年会
    • Place of Presentation
      鹿児島大学,鹿児島市
    • Year and Date
      2011-09-21
  • [Presentation] ASTRO-H/HXT搭載用反射鏡製作の現状(2)2011

    • Author(s)
      加藤大佳
    • Organizer
      日本天文学会2011秋季年会
    • Place of Presentation
      鹿児島大学,鹿児島市
    • Year and Date
      2011-09-21
  • [Presentation] 次世代宇宙X線望遠鏡とそれを支える超精密加工技術2011

    • Author(s)
      難波義治
    • Organizer
      ABTEC2011砥粒加工学会学会活性化フォーラム
    • Place of Presentation
      中部大学,春日井市(招待講演)
    • Year and Date
      2011-09-07
  • [Presentation] Fluid Jet and Bonnet Polishing of Optical Moulds for Applications from Visible to X-Ray2011

    • Author(s)
      Anthony Beaucamp
    • Organizer
      The 11th euspen International Conference
    • Place of Presentation
      Como, Italy
    • Year and Date
      2011-05-25
  • [Remarks]

    • URL

      http://www-mech.chubu.ac.jp/Mech_Labs/namba/

URL: 

Published: 2013-06-26  

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