ナノ精度成膜法と加工法の連携によるX線回転楕円ミラーの高精度化

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X線集光用回転体ミラーは，軟X線の微小サイズかつ高効率な集光技術に用いられる光学素子である．ミラー内側の反射面には高さ数十～数百nmオーダーの形状誤差が存在し，集光性能向上の妨げとなっていた．令和2年度までの研究で，我々は砥粒を含む流体をワーク表面に噴射して表面層を除去するジェット加工法をX線集光用回転体ミラーのnmレベル形状修正に応用した．側面に径0.5 mmの開口を有する外径4 mmの円筒型ノズルを用いてミラー内面に加工液を直接噴射することで，従来困難であった内径10 mm未満の小型ミラーの内面形状修正加工を可能とした．令和3年度は，本手法を受光面積の広いミラーに応用するとともに，大型放射光施設SPring-8の集光システムを用いてミラー反射面の形状誤差および加工量を評価した．測定には軟X線タイコグラフィ法を用いた．タイコグラフィ法は光の位相回復を用いたイメージング法であるが，波面解析により反射面形状誤差も測定でき，これまで用いられてきた接触式測定法に比べ，ダメージレスかつ一括的な形状評価が可能である．実験には深さ約200 nmの均一状加工，及び深さ約60 nm，周期12 mmの正弦波状加工が内面に施された長さ114 mmのNi製回転体ミラーを用いた．タイコグラフィ測定では，あらかじめ行った接触式測定とも矛盾しない加工面形状が回復され，フィードバックによる形状修正への有用性も示された．これらの結果より，微細ジェットによる数値制御加工・波面計測による形状測定の両面から，中空型光学ミラー内面精密加工プロセスの構築が示された．