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高精度電鋳プロセスの開発と回転楕円軟X線集光ミラー作製への応用

研究課題

研究課題/領域番号 15J08580
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分補助金
応募区分国内
研究分野 生産工学・加工学
研究機関東京大学

研究代表者

久米 健大  東京大学, 工学系研究科, 特別研究員(DC1)

研究期間 (年度) 2015-04-24 – 2018-03-31
研究課題ステータス 完了 (2017年度)
配分額 *注記
3,400千円 (直接経費: 3,400千円)
2017年度: 1,100千円 (直接経費: 1,100千円)
2016年度: 1,100千円 (直接経費: 1,100千円)
2015年度: 1,200千円 (直接経費: 1,200千円)
キーワードX線ミラー / 高精度転写 / 電鋳法 / 高精度形状転写 / ナノ精度形状計測
研究実績の概要

前年度まで,室温電析を特徴とした電鋳法による高精度形状転写プロセスの開発に取り組んできた.一方で転写性能評価は転写形状と被転写形状の比較によりなされるが,小径円筒状のミラー内面の形状を高精度に計測することは困難であり,これまで転写性能評価は真円度測定器を用いた周方向プロファイルの計測・比較のみにとどまっていた.そこで複数のレーザープローブと参照平面を用いた同時比較計測を特徴とした,マンドレル外周のための三次元形状計測装置を改造し,ミラー内面形状計測システムを開発した.ここでは,ミラー内面上での走査が可能である接触式プローブも併用した装置構成とした.接触式プローブによる摩擦や測定力の影響を補正・最小化することで,10 nmの置き直し再現性の下,ミラーの長手方向プロファイルの計測が可能となった.複数の長手方向プロファイルと周方向プロファイルを組み合わせてミラー形状誤差の三次元的な分布を求め,マスター形状誤差と比較した結果,上下流端近傍を除いた中心付近においてRMS 15 nmの精度で形状転写がなされていることが確認された.数十ミリメートルスケールの範囲でこのような転写精度が達成された例は報告されていない.ミラー形状誤差に基づき,波動光学シミュレーションにより集光特性を求めたところ,波長4.13 nmの軟X線を光源に用いた場合,ビーム中心から半径250 nmの範囲内にエネルギーの50%以上が含まれることが示された.これは同ミラーを用いて大型放射光施設で実施された実際の集光実験結果とよく一致している.
このように高精度ミラーの作製・形状評価により,高精度X線光学素子作製手法としての提案プロセスの有用性を示した.

現在までの達成度 (段落)

29年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

29年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(3件)
  • 2017 実績報告書
  • 2016 実績報告書
  • 2015 実績報告書
  • 研究成果

    (11件)

すべて 2017 2016 2015 その他

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (8件) (うち国際学会 6件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Development of internal stress measurement technique for Ni electroforming using Shack-Har tmann sensor2016

    • 著者名/発表者名
      T. Kume, S. Egawa, H. Mimura
    • 雑誌名

      International Journal of Electrical Machining

      巻: 21 ページ: 25-30

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Influence of Residual Stress of Electrodeposited Layer on Shape Replication Accuracy in Ni Electroforming2016

    • 著者名/発表者名
      T. kume, S. Egawa, G. Yamaguchi, H. Mimura
    • 雑誌名

      Procedia CIRP

      巻: 42 ページ: 783-787

    • DOI

      10.1016/j.procir.2016.02.319

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Replication accuracy of electroforming process for X-ray ellipsoidal mirror2017

    • 著者名/発表者名
      T. Kume, Y. Takei, S. Egawa, G. Yamaguchi, H. Motoyama, and H. Mimura
    • 学会等名
      International Conference on X-ray optics, detectors, sources, and their applications 2017 (XOPT'17)
    • 発表場所
      Pacifico Yokohama, Yokohama, Japan
    • 年月日
      2017-04-18
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 回転楕円ミラー用マンドレルの3次元高精度形状計測法の開発2017

    • 著者名/発表者名
      久米健大,武井良憲,三村秀和
    • 学会等名
      2017年度精密工学会春季大会
    • 発表場所
      神奈川県 横浜市 慶應義塾大学
    • 年月日
      2017-03-13
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Three-dimensional shape measurement for x-ray ellipsoidal mirror2017

    • 著者名/発表者名
      Takehiro Kume, Yoshinori Takei, Satoru Egawa, Gota Yamaguchi, Hiroto Motoyama, Hidekazu Mimura
    • 学会等名
      SPIE Optics + Photonics 2017
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Replication accuracy of electroforming process for x-ray ellipsoidal mirror2017

    • 著者名/発表者名
      Takehiro Kume, Yoshinori Takei, Satoru Egawa, Gota Yamaguchi, Hiroto Motoyama, Hidekazu Mimura
    • 学会等名
      International conference on x-ray optics and application 2017
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Electroforming process specialized for fabrication of x-ray ellipsoidal mirror2016

    • 著者名/発表者名
      T. Kume, S. Egawa, Y. Takeo, and H. Mimura
    • 学会等名
      International Conference on X-ray optics, detectors, sources, and their applications 2016 (XOPT'16)
    • 発表場所
      Pacifico Yokohama, Yokohama, Japan
    • 年月日
      2016-05-18
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Influence of Residual Stress of Electrodeposited Layer on Shape Replication Accuracy in Ni Electroforming2016

    • 著者名/発表者名
      T. kume, S. Egawa, G. Yamaguchi, H. Mimura
    • 学会等名
      18th CIRP Conference on Electro Physical and Chemical Machining
    • 発表場所
      東京大学,東京都文京区
    • 年月日
      2016-04-18
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 電析膜の内部応力測定と電鋳法の形状転写性能評価2015

    • 著者名/発表者名
      久米健大、江川悟、山口豪太、三村秀和
    • 学会等名
      2015年度精密工学会秋季大会
    • 発表場所
      東北大学,宮城県仙台市
    • 年月日
      2015-09-04
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Effect of Electrodeposition Conditions on Replication Accuracy of Electroforming2015

    • 著者名/発表者名
      T. Kume, S. Egawa, H. Mimura
    • 学会等名
      EUSPEN 15th International Conference
    • 発表場所
      Leuven, Belgium
    • 年月日
      2015-06-01
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [備考] Mimura Gr 研究成果・発表(Since 2011)

    • URL

      http://www.edm.t.u-tokyo.ac.jp/7MimuraGr/Seika.html

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書

URL: 

公開日: 2015-11-26   更新日: 2024-03-26  

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