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2017 年度 実績報告書

回転体ミラーによる次世代軟X線ナノビーム形成法の開発

研究課題

研究課題/領域番号 15H02041
研究機関東京大学

研究代表者

三村 秀和  東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 准教授 (30362651)

研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2019-03-31
キーワードX線集光 / 回転楕円ミラー / 形状修正 / 放射光 / 高次高調波
研究実績の概要

本研究は、回転体ミラーを用いた次世代の軟X線集光システムの開発を目的としている。特に、回転体ミラーを有効利用するため、回転体ミラーの照明光学系にリング集光ミラーを利用することを提案している。さらに、本研究では効率的に研究を推進させるため、東京大学における高次高調波施設とSPring-8の軟X線ビームラインの2か所においてミラーの評価を行う。実験頻度の高い高次高調波施設で得た基礎的な検討結果をSPring-8での集光実験に活用する。
平成29年度の目標は、SPring-8の軟X線ビームラインにおいて、当初の光学設計に近い、回転体ミラーの性能を確認すること、リング集光ミラーと回転体ミラーの形状修正を可能にすることであった。
前者に関して、平成29年度前半、SPring-8の集光実験において集光システムの温度環境安定化と制御系の改善を進めた結果、波長4nmの軟X線を集光サイズ約150nmに集光することに成功した。また、平成29年度後半では、位相回復法の一つであるタイコグラフィ法による集光波面計測を導入し、回転体ミラー内面の形状評価を可能とした。
後者に関して、平成29年度前半、マグネトロンスパッタ法による形状修正を可能とし200mm長の範囲において形状修正を実施した。後半では、追加成膜法により回転体ミラー内面の形状修正が可能であることも実験的に実証した。さらに、回転体ミラーの内面の形状計測のために、既存の真円度計測装置を改造し3次元的な形状誤差の評価を可能とした。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

平成28年度において、すでに高次高調波施設での集光実験において、300nmサイズ以下の集光サイズが確認でており、さらに、平成29年度にはSPring-8の軟X線ビームラインにおける集光実験において、波長4nmで150nmという従来報告されていない集光サイズが確認できているため。

今後の研究の推進方策

これまで、マンドレル作製、形状転写による回転体ミラーの作製技術を確立した。さらに、回転体ミラー内面の形状修正を可能とした。今後、ミラーの精度向上には、ミラー形状計測手法の開発が重要である。本研究では、タイコグラフィ法による集光波面計測を導入しており、SPring-8での正確な形状評価が可能となった。実験頻度の高い高次高調波施設でも可能となれば、回転体ミラーの形状精度向上に活用できる。また、2段集光システムの前段に相当するリング集光ミラーをすでに作製をしている。SPring-8の軟X線ビームラインにおいて、リング集光ミラーの特性について評価を行なう。最終的に、リング集光ミラーと回転体ミラーによる2段集光システムを構築する。

  • 研究成果

    (22件)

すべて 2018 2017

すべて 雑誌論文 (5件) (うち査読あり 5件) 学会発表 (16件) (うち国際学会 7件) 産業財産権 (1件)

  • [雑誌論文] Differential deposition for producing microstructure2018

    • 著者名/発表者名
      H. Motoyama, M. Nagayama, and H. Mimura
    • 雑誌名

      Precision Engineering

      巻: 印刷中 ページ: 印刷中

    • 査読あり
  • [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)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(6) ページ: 585-592

    • DOI

      doi.org/10.2493/jjspe.83.585

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Precise characterization of focused vortex beams2017

    • 著者名/発表者名
      Takahiro Saito, Yoko Takeo, and Hidekazu Mimura
    • 雑誌名

      Japanese Journal of Applied Physics

      巻: 56 ページ: 092501

    • DOI

      doi.org/10.7567/JJAP.56.092501

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Optical design of a sub-1-μm focusing system for soft x-ray free electron lasers2017

    • 著者名/発表者名
      H. Motoyama, S. Owada, K. Tono, T. Koyama, H. Ohashi, M. Yabashi, and H. Mimura
    • 雑誌名

      Proceeding of SPIE

      巻: 10386 ページ: 1038609

    • DOI

      doi: 10.1117/12.2271282

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Three-dimensional Shape Measurement 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,
    • 雑誌名

      Proceeding of SPIE

      巻: 10385 ページ: 10385O

    • DOI

      doi: 10.1117/12.2273666

    • 査読あり
  • [学会発表] 精密銅電鋳法の転写精度に及ぼす電析条件の影響,2018年度精密工学会春季大会学術講演会2018

    • 著者名/発表者名
      山口豪太,久米健大,三村秀和
    • 学会等名
      2018年度精密工学会春季大会
  • [学会発表] 軟X線集光用回転楕円ミラーの高精度化 -直接的形状修正法の開発と実証-2018

    • 著者名/発表者名
      横前俊也,本山央人,三村秀和
    • 学会等名
      第31回日本放射光学会年会・放射光科学合同シンポジウム
  • [学会発表] 回転楕円軟X線ミラー内面形状修正法の開発 -ミラー内面修正性能の評価-2018

    • 著者名/発表者名
      横前俊也,本山央人,三村秀和
    • 学会等名
      2018年精密工学会春季大会
  • [学会発表] 回転楕円ミラーを用いた軟X線自由電子レーザー集光システムの開発2018

    • 著者名/発表者名
      本山央人,大和田成起,久米健大,山口豪太,犬伏雄一,登野健介,小山貴久,江川悟,大橋治彦,矢橋牧名,三村秀和
    • 学会等名
      第31回日本放射光学会年会・放射光科学合同シンポジウム
  • [学会発表] Three-dimensional Shape Measurement 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
      2017 SPIE Optics + Photonics
    • 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
      T. Kume, Y. Takei, S. Egawa, G. Yamaguchi, H. Motoyama, and H. Mimura
    • 学会等名
      International Conference on X-ray Optics and Application 2017 (XOPT'2017)
    • 国際学会
  • [学会発表] Construction of a soft x-ray transmission microscope for evaluation of Wolter mirror optics2017

    • 著者名/発表者名
      S. Egawa, H. Motoyama, A. Iwasaki, K. Yamanouchi, H. Mimura
    • 学会等名
      International Conference on X-ray Optics, Detectors, Sources, and their Applications 2017 (XOPT2017)
    • 国際学会
  • [学会発表] Fabrication process of precise mandrel for Wolte mirror2017

    • 著者名/発表者名
      S. Egawa, Y. Takei, Y. Matsuzawa, H. Motoyama, T. Kume, Y. Takeo and H. Mimura
    • 学会等名
      The 24th Congress of the International Commission for Optics (ICO-24)
    • 国際学会
  • [学会発表] Fabrication of Ellipsoidal Mirror by Cu Electroforming2017

    • 著者名/発表者名
      G. Yamaguchi, T. Kume, H. Mimura
    • 学会等名
      International Conference on X-ray Optics and Applications 2017
    • 国際学会
  • [学会発表] Fabrication of Cu-electroformed Mirrors for X-ray Focusing2017

    • 著者名/発表者名
      G. Yamaguchi, T. Kume, H. Mimura
    • 学会等名
      7th International Conference of Asian Society for Precision Engineering and Nanotechnology
    • 国際学会
  • [学会発表] Development of differential deposition method for inner surfaces of ellipsoidal x-ray mirrors2017

    • 著者名/発表者名
      S. Yokomae, H. Motoyama, and H. Mimura
    • 学会等名
      7th International Conference of Asian Society for Precision Engineering and Nanotechnology
    • 国際学会
  • [学会発表] イオンビームスパッタ成膜による回転体ミラーの内面形状修正2017

    • 著者名/発表者名
      横前俊也,本山央人,三村秀和
    • 学会等名
      2017年度精密工学会秋季大会
  • [学会発表] 回転体X線ミラー内面への追加成膜プロセスの開発2017

    • 著者名/発表者名
      横前俊也,本山央人,三村秀和
    • 学会等名
      第14回X線結像光学シンポジウム
  • [学会発表] Focusing EUV light with ellipsoidal mirror2017

    • 著者名/発表者名
      H. Motoyama, and H. Mimura
    • 学会等名
      International Conference on X-ray Optics, Detectors, Sources, and their Applications 2017 (XOPT2017)
  • [学会発表] Development of EUV focusing system based on ellipsoidal mirror2017

    • 著者名/発表者名
      H. Motoyama, and H. Mimura
    • 学会等名
      2017 SPIE Optics + Photonics
  • [学会発表] Focusing EUV high-order harmonics at the diffraction limit2017

    • 著者名/発表者名
      H. Motoyama, A. Iwasaki, T. Sato, H. Mimura, and K. Yamanouchi
    • 学会等名
      14th International conference on multiphoton processes
  • [産業財産権] 精密電鋳法のための気泡除去方法2017

    • 発明者名
      山口豪太、三村秀和
    • 権利者名
      東京大学
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      特願2017-096795

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公開日: 2018-12-17  

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