太陽観測に向けた超高精度Ｘ線ミラーの開発

2013 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 24654053
• Research Institution: Japan Aerospace Exploration Agency
• Principal Investigator: 坂尾 太郎 独立行政法人宇宙航空研究開発機構, 宇宙科学研究所, 准教授 (00225781)
• Keywords: 太陽X線物理学 / 超精密計測 / 量子ビーム / 精密研磨 / 宇宙科学

Research Abstract

将来のスペース太陽観測に必須となる、サブ秒角望遠鏡を持つWolter X線ミラーを、ナノ加工技術を用いた表面創成と、SPring-8で得られるコヒーレントX線を用いた精密形状計測、によって実現することをめざし、そのための基幹技術の獲得を進めている。計画初年度(全体計画2年)は、試作ミラーの表面形状のパラメータを決定し、また、SPring-8のX線ビームに対してミラーのアライメントを取るためのミラーピース上の切り欠き構造等を、阪大グループと協力して決定した。これと並行して、SPring-8でのX線計測に向けて試作ミラー表面の加工残差に対する条件を検討し、テストピースを用いて研磨条件決定のためのデータを得た。
計画最終年度である今年度は、試作ミラーの研磨と金属(白金)コーティングを行ない、SPring-8 BL29XULのコヒーレントX線ビームラインを用いて同ミラーのX線結像性能等を評価した。結像性能は期待したものではなかったが、この評価計測を通じて、研磨とコーティングについて今後改善が必要な項目を洗い出すことができた。なかでも、研磨加工で十分取り除けていなかった、1 mm程度のスケールでの形状誤差リップル(10 nm P-V程度)にともなうスロープ誤差の結像性能劣化への寄与が大きく、このことが原因で、平行ビームに対してミラーの面内方向へは5 μm程度にまで集光できている(角度スケールで0.3秒角以下)一方、垂直方向への集光は満足に行なわれていないことを突き止めた。本研究を通じて、今後のサブ秒角Wolterミラーの表面創成に向けた技術課題を特定することができ、このことを踏まえた研磨工程の改良検討などを現在進めている。

Research Products

• [Journal Article] The soft X-ray photon-counting spectroscopic imager for the Sun (2013)
  • Author(s): Sakao, T., Narukage, N., Shimojo, M., Watanabe, K., Suematsu, Y., Imada, S., and Ishikawa, S.
  • Journal Title: Proc. SPIE Volume: 8862 Pages: 88620T (12pp)
  • DOI: 10.1117/12.2024753
• [Presentation] The soft X-ray photon-counting telescope for solar observations (2014)
  • Author(s): Sakao, T., Narukage, N., Suematsu, Y., Watanabe, K., Shimojo, M., Imada, S., Ishikawa, S., and DeLuca, E. E.
  • Organizer: SPIE Astronomical Telescopes + Instrumentation
  • Place of Presentation: Montreal, Canada
  • Year and Date: 20140622-20140627
• [Presentation] SOLAR-C X線/EUV望遠鏡の検討状況 (2014)
  • Author(s): 坂尾太郎, 渡遺恭子, 成影典之, 末松芳法, 下条圭美, 石川真之介, 今回晋亮, E. E. DeLuca、]. W. Cirtain, ほかSOLAR-C X線望遠鏡検討グループ
  • Organizer: 第14回宇宙科学シンポジウム
  • URL: http://www.ir.isas.jaxa.jp/sss14/files/SSS14_POSTER_Program_20140103.pdf
  • Place of Presentation: JAXA宇宙科学研究所
  • Year and Date: 20140109-10
• [Presentation] Development of an X-ray slope profiler for Wolter mirror - Performance evaluation using wave-optical simulator - (2013)
  • Author(s): Kime, A., Matsuyama, S., Fukui, R., Sakao, T., Suematsu, Y., and Yamauchi, K.
  • Organizer: Metrology, Astronomy, Diagnostics and Optics Workshop (MEADOW)
  • Place of Presentation: ICTP, Trieste, Italy
  • Year and Date: 20131028-20131030