2015 Fiscal Year Annual Research Report
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
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15H02041
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
三村 秀和 東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 准教授 (30362651)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | X線ミラー / 回転体ミラー / 軟X線集光 / 高次高調波 / SPring-8 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
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。1年目の研究項目は、高精度なミラー作製システムの開発と光学設計を含めた集光システムの構築に分けられる。
反転形状を有するマンドレルを作製し、電鋳法により高精度に転写することで、回転体ミラーが作製される。回転体ミラーの高精度化のため、マンドレル作製と転写精度の向上とともにミラー内面の形状修正が必要である。平成27年度、イオンビームスパッタ法による内面形状修正法を確立した。イオンビームスパッタによるミラー内面成膜特性を調査した。成膜条件の検討と内面成膜が可能であることを実証し、更に、ミラー内面の形状修正が可能であることを明らかにした。リング集光ミラーは新規に開発する必要があり平成27年度に試作を行った。SPring-8での評価実験を想定し形状設計を行った。PV約100nmの精度で作製した。
集光システムの評価は東京大学にある高次高調波発生施設とSPring-8の軟X線ビームラインで行うため、回転体ミラーの必要アライメント精度の検討を行った。その検討に基づき、二つの施設に設置する集光光学系を設計した。
SPring-8では試作したリング集光ミラーの性能を評価した。波長4nmの軟X線のリング集光を確認した。高次高調波の集光実験では、試作の回転体ミラーにより波長13nm～20nmの光を2μｍサイズに集光可能であることを確認した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
光学設計では、2つの施設にあわせた集光光学系の設計を行い現状達成可能な集光性能を計算した。波動光学計算と光線追跡計算により、リング集光ミラーを回転体ミラーの照明光学系として利用することは有用であることを明らかにした。
ミラー製造プロセス開発では、リング集光ミラーの試作に成功した。このミラーはSPring-8での使用を想定しており、形状誤差100nm(P-V)である。イオンビームスパッタ法による内面形状修正システムを改良し、回転体ミラーの内面の形状修正が可能であることを確認した。
さらに、SPring-8では試作したリング集光ミラーの性能を評価した。波長4nmの軟X線のリング集光を確認した。高次高調波の集光実験では、試作の回転体ミラーにより波長13nm～20nmの光を2μｍサイズに集光可能であることを確認した。
以上のように、研究計画通りに二つのミラーの開発が進み、さらに、集光光学系の構築、集光実験を実施できており、おおむね順調に進展している。
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| Strategy for Future Research Activity |
当初の研究計画において目標としながら未達成の項目は、リング集光ミラー作製のための高分解能形状修正法の確立である。本目標を実現するため、マグネトロンスパッタ法を用いた高分解能形状修正システムを平成28年度以降導入する。
高次高調波を利用した実験では、より高精度な回転体ミラーを導入し集光サイズの縮小を図る。SPring-8の集光実験では、波長4nmの軟X線により回転体ミラー単体の集光性能の評価を実施する。その性能評価結果をミラー作製プロセスの向上にフィードバックする。
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Research Products
(28 results)
