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2016 年度 実績報告書

3次元ナノ精度形状修正加工システムの構築と次世代軟X線ミラーへの展開

研究課題

研究課題/領域番号 14J08051
研究機関東京大学

研究代表者

武井 良憲  東京大学, 工学系研究科, 特別研究員(DC1) (00805145)

研究期間 (年度) 2014-04-25 – 2017-03-31
キーワード超精密加工 / 計測 / 軟X線 / 回転楕円ミラー / EEM / マンドレル / 真円度測定器
研究実績の概要

放射光施設やX線自由電子レーザー施設では,単位面積当たりの強度が非常に高い軟X線が発振されている.そして,その集光素子としてミラーを利用することで,色収差がなく,高い効率で軟X線を集光可能である.そのミラーの中でも,回転体形状のミラーは,大開口であり,理論的に軟X線を10 nm以下に集光可能である.しかしながら,その作製は非常に困難であり,これまでに,回折限界集光可能な回転体ミラーは開発されていない.
[前半] SPring-8 BL25 SUのビームラインに合わせて回転楕円ミラーの光学系を設計した.ミラー形状は,内径5.6-9.7 mm, 長さ40 mmとした.本研究では,ミラーと逆形状を有するマスターマンドレルを高精度に作製し,その表面を転写する,という2段階の工程で作製した.集光実験の結果,高精度マンドレルに起因して、軟X線を従来では達成できなかった200 nmサイズに集光することに成功した.
[後半] これまでに,周方向の形状プロファイルの高精度計測システムと長手方向の形状プロファイルの高精度計測システムを確立した.しかしながら,周方向に異なる位置の長手方向の形状プロファイルを計測するためには置き直しが必要であり,計測開始位置に誤差が生じる.
そこで,今年度は,真円度測定機を改造し,前年度に開発した計測手法を導入することで,1台の装置上の一度のアライメントでマンドレルの周方向形状プロファイルと長手方向形状プロファイルの両方を計測可能とした.そして,3次元形状偏差分布を作成した.さらに,2年前に開発した加工装置を用いて,3次元的な形状修正加工を行うことで,本システムの有用性を示した.これらの結果,急峻な非球面形状を有するマンドレル表面を数値制御で確実に形状誤差RMS 2 nmの精度で作製可能とするシステムが確立した.

現在までの達成度 (段落)

28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

28年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (8件)

すべて 2017 2016 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 2件、 謝辞記載あり 2件) 学会発表 (5件) (うち国際学会 2件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] 軟X線回転体ミラーのマンドレル作製システムの開発(第1報)-周方向修正加工システムの開発-2017

    • 著者名/発表者名
      武井良憲,三村秀和
    • 雑誌名

      精密工学会誌

      巻: 83巻3号 ページ: 245-250

    • DOI

      http://doi.org/10.2493/jjspe.83.245

    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] 軟X線回転体ミラーのマンドレル作製システムの開発(第2報)-複数の変位計を用いた自由曲線形状の計測装置開発-2017

    • 著者名/発表者名
      武井良憲,三村秀和
    • 雑誌名

      精密工学会誌

      巻: 印刷中 ページ: 印刷中

    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [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
      精密工学会
    • 発表場所
      慶応義塾大学
    • 年月日
      2017-03-13 – 2017-03-15
  • [学会発表] 回転楕円ミラーによる高次高調波集光システムの開発2017

    • 著者名/発表者名
      本山央人,岩崎純史,佐藤堯洋,武井良憲,久米健大,江川悟,山内薫,三村秀和
    • 学会等名
      精密工学会
    • 発表場所
      慶応義塾大学
    • 年月日
      2017-03-13 – 2017-03-15
  • [学会発表] X 線集光用回転楕円ミラーのマンドレル作製プロセスの開発2016

    • 著者名/発表者名
      武井良憲,松澤雄介,三村秀和
    • 学会等名
      精密工学会
    • 発表場所
      茨城大学
    • 年月日
      2016-09-06 – 2016-09-08
  • [学会発表] evelopment of a surface profiler for mandrel of ellipsoidal soft x-ray focusing mirror2016

    • 著者名/発表者名
      Yoshinori Takei, Hidekazu Mimura
    • 学会等名
      SPIE
    • 発表場所
      アメリカ、サンディエゴ
    • 年月日
      2016-08-28 – 2016-09-01
    • 国際学会
  • [学会発表] Development of figure correction system for master mandrel of ellipsoidal x-ray mirror2016

    • 著者名/発表者名
      Yoshinori Takei, Takahiro Higashi and Hidekazu Mimura
    • 学会等名
      XOPT
    • 発表場所
      パシフィコ横浜
    • 年月日
      2016-05-17 – 2016-05-20
    • 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

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公開日: 2018-01-16  

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