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次世代非球面レンズ製作のための傾斜角積分型高速ナノ精度形状計測装置の開発

研究課題

研究課題/領域番号 22360064
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 生産工学・加工学
研究機関大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構

研究代表者

東 保男  大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構, 加速器科学研究センター, シニアフェロー (70208742)

研究分担者 久米 達哉  大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構, 機械工学センター, 研究機関講師 (40353362)
江並 和弘 (江並 和宏)  大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構, 機械工学センター, 助教 (00370073)
張 少威 (張 小威)  大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構, 物質構造科学研究所, 研究機関講師 (80217257)
研究期間 (年度) 2010 – 2012
研究課題ステータス 完了 (2012年度)
配分額 *注記
17,940千円 (直接経費: 13,800千円、間接経費: 4,140千円)
2012年度: 3,380千円 (直接経費: 2,600千円、間接経費: 780千円)
2011年度: 5,980千円 (直接経費: 4,600千円、間接経費: 1,380千円)
2010年度: 8,580千円 (直接経費: 6,600千円、間接経費: 1,980千円)
キーワード非球面形状測定 / 非球面レンズ / 法線ベクトル / 高速測定 / ミラー表面物性 / フィールドエミッション / ミラー形状計測 / 非球面形状
研究概要

研究の目的である微小曲率を持つレンズ、反射ミラーや非球面量が数ミクロンのレンズの形状測定をナノメータオーダで計測しなおかつレンズ加工現場で加工工程中に計測が可能にするため短時間で計測を行うための法線ベクトル測定用光学系の開発及び予備実験を行った。その結果、曲率半径10mmの凹面、凸面を測るための光学システムを構築した。また、数ミクロンの非球面を有している凹面、凸面の法線ベクトルを測定するためには曲率を関数として法線ベクトル測定用レーザ光の試料面での大きさを変化させる必要があることを見出した。例えばアメリカQED社の直径100mm程度の非球面レンズ、ミラーの測定精度は90nmRMS,スロープエラーは1~4mradRMSやドイツのPTB関係での形状測定精度を比較すると我々の目標を達成すれば世界のトップレベルの測定法であることが明らである。これらの結果についてSPIEの国際会議において発表した。
一方、金属材料を使ったミラー形状測定等におけるミラー表面の結晶欠陥と電磁場中におけるフィールドエミッションやパルス磁場により発生するミラー材料の繰り返し温度上昇によるミラー形状の変形について研究した。これらの研究はX線等による加熱などによるミラー表面のふるまいを本形状計測法を採用することが優位性をもっていることが明らかになった。この実験結果についてもヘルシンキ大学で行われた国際会議で発表した。

報告書

(3件)
  • 2012 実績報告書
  • 2011 実績報告書
  • 2010 実績報告書
  • 研究成果

    (7件)

すべて 2012 2011 2010

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (5件)

  • [雑誌論文] Surface Observation Using Scanning Field Emission Microscope and Cu/Mo, Cu/SS Clad-material Cell Development for High Gradient X-band Structure2011

    • 著者名/発表者名
      東保男
    • 雑誌名

      NIMA in Physics Research A 657 (2011) 156-159

      ページ: 156-159

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Nano-radian resolution gradient integrated surface profiler2011

    • 著者名/発表者名
      東保男
    • 雑誌名

      SPIE Optifab 2011 proceedings TD07-32

      ページ: 97-99

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] High-speed surface slope measuring profiler for aspheric shaps2012

    • 著者名/発表者名
      東保男
    • 学会等名
      SPIE Optical System Design 2012
    • 発表場所
      スペインバルセロナ
    • 年月日
      2012-10-29
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] Development of scanning field emission microscope for high gradient studies2011

    • 著者名/発表者名
      東保男
    • 学会等名
      International workshop on vacuum arc
    • 発表場所
      フィンランド・ヘルシンキ大学
    • 年月日
      2011-06-29
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] Nano-radian resolution gradient integrated surface profiler2011

    • 著者名/発表者名
      東保男
    • 学会等名
      SPIE (The international society for optics and photonics)
    • 発表場所
      アメリカ・ロチェスター
    • 年月日
      2011-05-10
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] Surface observation of Scanning Field Emission Microscope and Cu/Mo, Cu/S.S Clad-material Cell Development for High Gradient X-band Structure2010

    • 著者名/発表者名
      東保男
    • 学会等名
      XB-10 Workshop
    • 発表場所
      英国・コッククロフト研究所
    • 年月日
      2010-11-30
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] 次世代非球面レンズ製作のための傾斜角積分型高速ナノ精度形状計測装置の開発-測定原理と測定方法2010

    • 著者名/発表者名
      東保男
    • 学会等名
      日本精密工学会
    • 発表場所
      名古屋大学
    • 年月日
      2010-09-28
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書

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公開日: 2010-08-23   更新日: 2019-07-29  

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