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2022 年度 実施状況報告書

X線自由電子レーザーの極限集光に向けた高安定な形状可変ミラーの開発

研究課題

研究課題/領域番号 22K20407
研究機関名古屋大学

研究代表者

井上 陽登  名古屋大学, 工学研究科, 助教 (40966777)

研究期間 (年度) 2022-08-31 – 2024-03-31
キーワードX線集光 / 形状可変ミラー / 圧電素子
研究実績の概要

本研究では,X線自由電子レーザーを高い安定性の下極限的に集光することができるシステムの実現を目指し,形状可変ミラーの開発に取り組んでいる.本年度は,①積層構造と,②曲げモーメントを利用した構造のミラーを新規検討した.
①では,薄い圧電素子と,厚い圧電素子を接合させた新規構造を検討した.狙いは最大変形量と最小空間波長の向上である.高精度研磨面を用意することで,金属常温接合により2枚の素子が接合できることを確認した.また同時進行で,銀ナノ粒子を界面とすることで,無加圧接合が可能であることを確認した.接合された新規積層構造ミラーの変形量を干渉計で計測したところ,接合無しと比較して変形量が2倍近く大きくなり,幅2mmの凹凸を再現することができた.
②ではまず,電圧印加による素子の伸縮(逆圧電効果)の方向が通常と異なるため,有限要素シミュレーションにより最適な結晶カット角を決定した.実際にミラーを作製し,変形量をテストしたところ,①で作製したミラーよりも幅は広いものの10倍以上大きく変形することを確認した.

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

想定通りの性能を持つ形状可変ミラーが実現した.今後さらに改良することで性能向上が期待できる.

今後の研究の推進方策

計画通り推進していく.具体的に,X線環境下での実証に進んでいく.有限要素法に基づき設計の最適化などを逐次検討し,更なる性能の向上に努める.

次年度使用額が生じた理由

治具等を安価で購入できたため.放射光実験の準備に充てる.

  • 研究成果

    (2件)

すべて 2023

すべて 学会発表 (2件)

  • [学会発表] 高空間周波数形状制御可能な新規構造の形状可変ミラーの開発2023

    • 著者名/発表者名
      加納愛彩,井上陽登,中林荘太,上松航太,香村芳樹,矢橋牧名,松山智至
    • 学会等名
      2023年度精密工学会春季大会学術講演会
  • [学会発表] 単結晶圧電素子を用いた大変形可能なX線形状可変ミラーの開発2023

    • 著者名/発表者名
      吉水純弥,井上陽登,中林荘太,上松航太,松山智至
    • 学会等名
      2023年度精密工学会春季大会学術講演会

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公開日: 2023-12-25  

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