| Project/Area Number |
22K18752
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Review Section |
Medium-sized Section 18:Mechanics of materials, production engineering, design engineering, and related fields
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| Research Institution | Nagoya University |
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Principal Investigator |
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| Project Period (FY) |
2022-06-30 – 2024-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥6,370,000 (Direct Cost: ¥4,900,000、Indirect Cost: ¥1,470,000)
Fiscal Year 2023: ¥3,640,000 (Direct Cost: ¥2,800,000、Indirect Cost: ¥840,000)
Fiscal Year 2022: ¥2,730,000 (Direct Cost: ¥2,100,000、Indirect Cost: ¥630,000)
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| Keywords | X線ミラー / 形状可変鏡 / X線光学 / X線顕微鏡 / 補償光学 / X線ナノビーム |
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| Outline of Research at the Start |
X線光学では，波長が1nm～1ÅのX線を扱うため，理想的な実験をしようとすると，非常に高い形状精度を持つ鏡が必要である．しかし，現在の最先端技術をもってしても鏡の作製には2nm前後の誤差が生じてしまう．このような鏡の形状誤差は，X線の波面を歪めるため，集光や結像などの高度な実験を困難にする．本研究では自由かつ高精度に変形できる鏡（形状可変鏡）を実現し，その形状をX線照射下でその場調整することでこの課題を克服する．高い完成度でX線領域の補償光学を実現すべく，全く新しい構造を持つ形状可変鏡を提案し，Åオーダーの精度と安定性の達成に挑む．
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| Outline of Final Research Achievements |
X-ray optics mainly handles light with wavelengths from 10 to 0.01 nm, so mirrors with extremely high shape accuracy are required for ideal experiments. However, even with current state-of-the-art technology, there is still an fabrication error of around 2 nm in the mirror fabrication. To solve this problem, we proposed a monolithic deformable mirror based on a single-crystal piezoelectric element. The design was carefully considered using finite element simulation, and a prototype was fabricated. The performance was evaluated using visible light interferometry and X-ray interferometry, and was found to have high stability and reproducibility. It was confirmed that the performance of the proposed device can be applied to actual X-ray experiments.
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| Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements |
本研究で開発された高性能な形状可変鏡は，様々な領域で波面収差の補正を実施できるポテンシャルを有していた．例えば，X線顕微鏡，X線望遠鏡，X線ナノビーム，X線（EUV）リソグラフィにおいては，残存する波面収差によって性能劣化が引き起こされている．安定かつ再現性良くこれを補正することが可能となり，これらの性能向上へとつながることが予想される．X線光学における技術向上が次世代のX線光学を拓くために必要であり，本研究で得られた形状可変鏡はその一助になると考える．
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