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高精度回転楕円ミラー作製による軟X線ナノビームの形成

Research Project

Project/Area Number 14J08073
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Research Field Quantum beam science
Research InstitutionThe University of Tokyo

Principal Investigator

齋藤 貴宏  東京大学, 工学系研究科, 特別研究員(DC1)

Project Period (FY) 2014-04-25 – 2017-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2016)
Budget Amount *help
¥2,900,000 (Direct Cost: ¥2,900,000)
Fiscal Year 2016: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2015: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2014: ¥1,100,000 (Direct Cost: ¥1,100,000)
Keywords位相回復法 / タイコグラフィ法 / 光渦 / 空間光位相変調器 / 回転楕円ミラー / タイコグラフィー / 波面計測 / 外挿 / 位相特異点
Outline of Annual Research Achievements

回転楕円ミラーは,軟X線の10 nm以下の集光が可能,色収差がない,集光効率が高いという特徴を持つ,優れた光学素子である.回転楕円ミラーは,長手方向の長さが40 mm程度,内径が5~10 mm程度の,中空形状を持っている.その内面の形状には,シングルnmレベルの精度が必要とされており,理想的な性能を発揮する回転楕円ミラーは実現していなかった.
タイコグラフィ位相回復法は,ミラーの形状評価だけではなく,ミラーのオフラインアライメントにも有効であることが示されている.一方で,回転楕円ミラーの形状計測には,可視光領域においてλ/1000の精度が求められており,現状の波面計測精度では不十分であった.また,回転楕円ミラーでは,1 mmの周期をもつ形状誤差が,軟X線の集光に悪影響を与えることが知られている.その周期の形状誤差を測定するには,ミラーの集光プロファイルのうち,焦点中心から200 μm離れた位置の情報を正確に計測しなければならない.既存の波面計測装置では,装置の安定性という観点から,その周期の形状誤差を計測することが不可能だった.
そこで,回転楕円ミラーを高精度・高分解に計測するための装置を,地下の温度制御がなされた環境に新たに構築した.光学系のすべてを建物の地下部に固定できるように設置し,それらを板で覆い,外部から隔離した.装置内部の温度環境を確かめたところ,温度変化が外気の影響を受けず,0.2度の安定性を持っていることが確認された.また,回転楕円ミラーの集光位置が,24時間以上の長時間で極めて安定していることが確認された.
作製した装置の評価を行うために,NC加工により一部が極めて高精度に作製されている回転楕円ミラーの評価実験を行った.その結果,NC加工がなされている領域は,それ以外の部分と比べ,波面収差が少なく回復されており,加工の結果と矛盾なく形状が回復された.

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

    (8 results)

All 2017 2016 2015 2014

All Journal Article (1 results) (of which Peer Reviewed: 1 results,  Acknowledgement Compliant: 1 results) Presentation (7 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results)

  • [Journal Article] Wavefront measurement of vortex beam using ptychographic phase retrieval2016

    • Author(s)
      Takahiro Saito, Yoko Takeo, Hidekazu Mimura
    • Journal Title

      Proc. SPIE 9982

      Volume: 9982 Pages: 998202-998202

    • DOI

      10.1117/12.2235725

    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Presentation] 回転楕円ミラー評価のための高精度波面計測装置の開発2017

    • Author(s)
      齋藤貴宏,竹尾陽子,江川悟,三村秀和
    • Organizer
      2017年度精密工学会春季大会
    • Place of Presentation
      慶応義塾大学矢上キャンパス
    • Year and Date
      2017-03-13
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] タイコグラフィ法による光渦ビーム波動場の精密計測2016

    • Author(s)
      齋藤貴宏,竹尾陽子,三村秀和
    • Organizer
      2016年度精密工学会秋季大会
    • Place of Presentation
      茨城大学水戸キャンパス
    • Year and Date
      2016-09-06
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] Wavefront measurement of vortex beam using ptychographic phase retrieval2016

    • Author(s)
      Takahiro Saito, Yoko Takeo, Hidekazu Mimura
    • Organizer
      2016 SPIE Optics + Photonics
    • Place of Presentation
      San Diego, USA
    • Year and Date
      2016-08-28
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] タイコグラフィ位相回復法による光渦ビームの波面計測法の開発2015

    • Author(s)
      齋藤貴宏、竹尾陽子、三村秀和
    • Organizer
      日本光学会年次学術講演会 Optics &  Photonics Japan 2015
    • Place of Presentation
      筑波大学東京キャンパス文京校舎,東京都,文京区
    • Year and Date
      2015-10-28
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
  • [Presentation] Design and fabrication of X-ray mirror for producing vortex beam2015

    • Author(s)
      T. Saito, Y. Takeo, H. Mimura
    • Organizer
      SPIE OPTIFAB 2015
    • Place of Presentation
      Rochester, USA
    • Year and Date
      2015-10-12
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] タイコグラフィー位相回復法による光渦の波面計測2015

    • Author(s)
      齋藤貴宏,竹尾陽子,三村秀和
    • Organizer
      応用物理学会春季学術講演会
    • Place of Presentation
      東海大学 湘南キャンパス
    • Year and Date
      2015-03-11 – 2015-03-14
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] A ptychographic phase retrieval method for measuring fi gure error profile of soft x-ray focusing mirror2014

    • Author(s)
      Takahiro Saito, Takehiro Kume, Hiroto Motoyama and Hidekazu Mimura
    • Organizer
      SPIE Optics+Photonics
    • Place of Presentation
      San diego, USA
    • Year and Date
      2014-08-17 – 2014-08-21
    • Related Report
      2014 Annual Research Report

URL: 

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

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